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Structural transformation of methane hydrate from cage clathrate to filled ice

メタンハイドレートにおけるケージクラスレートからフィルドアイスへの構造変化

池田 隆司; 寺倉 清之*

Ikeda, Takashi; Terakura, Kiyoyuki*

室温・高圧下におけるメタンハイドレートの構造,ダイナミクス及び電子状態を第一原理定圧分子動力学法を用いて調べた。I型クラスレートのかご構造は4.5GPaで壊れた。かご構造が消失した後、MH-III構造に特徴的な2つの構造が現れた。また、われわれの得たMH-III構造ではCD伸縮振動モードが一つ存在し、加圧とともにブルーシフトを示す。これらはLovedayらが提案したフィルドアイスの存在を支持する結果である。

The structural, dynamical, and electronic properties of methane hydrate under pressure and at room temperature are investigated using the $textit{ab initio}$ constant pressure molecular dynamics method. Cage structures in cubic structure I are destroyed at 4.5GPa. After the breakdown of cage structures water molecules form a channel surrounding a chain of methane molecules prominent in MH-III. In our MH-III there exists a single peak of C-D stretching mode showing blueshift in agreement with experiment. Our study supports the existence of $textquotedblleft filled icetextquotedblright proposed by Loveday textit{et al.}$ [Phys. Rev. Lett. $textbf{87}$, 215501 (2001).]

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パーセンタイル:34.31

分野:Chemistry, Physical

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