Cd合金系2元系準結晶を用いた圧力誘起型準結晶-結晶構造相転移の探索

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14740218
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 綿貫 徹 特殊法人日本原子力研究所, 放射光科学研究センター・極限環境物性研究グループ, 研究員 (30343932)
• Keywords: 2元系準結晶 / 高温・高圧 / ダイアモンドアンビルセル / 放射光X線回折 / 圧力誘起構造相転移

Research Abstract

本年度は高温高圧発生および同環境下での回折実験の技術開発を行なった。また、Cd合金系2元系準結晶における圧力誘起型準結晶-結晶構造相転移の探索を行なうとともに、その結果の技術開発へのフィードバックを行なった。以下、それぞれについて詳述する。
1.高温高圧発生技術開発
50GPa(50万気圧)以上、温度550℃以上の温度圧力領域に到達可能な高温用ダイアモンドアンビルセルの設計製作を行なった。設計では試料の温度圧力安定性に配慮した。このような温度圧力領域をカバーし、且つ、温度圧力安定性を持つ、いわゆる固体物性測定用のものは世界的にみても発展途上の段階である。現在、圧力50GPa、温度450℃で温度揺らぎ2℃程度、加熱による圧力低下3-4GPa程度と、目標の近くまで到達している。
2.高圧下X線回折実験技術開発
当初、粉末試料によるX線回折実験を予定していたが、単準結晶を用いた実験の必要性が新たに生じた。目標圧力での同種の実験では試料サイズは限られ、よって、数ミクロン以内の精緻なアラインメントが要求される。今回、SPring-8 BL22XUのダイアモンドアンビルセル用のX線回折計の動作高精度化を行ない、50GPaに至る圧力領域でも単準結晶実験が可能な環境を整備した。
3.圧力誘起型準結晶-結晶構造相転移の探索
Cd-Yb系準結晶について、高温高圧粉末X線回折実験を行ない、圧力誘起型準結晶-結晶構造相転移の探索を40GPa、300℃の温度圧力領域について行なった。この領域においては室温高圧実験同様の25GPa付近での構造変化は観測されたが、構造相転移を示すような明瞭な変化は観測されなかった。より高温領域での実験および単準結晶試料による実験を現在準備している。これら実験結果は室温高圧実験の結果とともに、第19回国際結晶学会で発表した。