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Formation of NaCl-type mono-deuteride in La-D system at high pressure

高圧下におけるNaCl型ランタン1水素化物の形成

町田 晃彦; 本田 充紀  ; 服部 高典 ; 佐野 亜沙美  ; 綿貫 徹; 片山 芳則; 青木 勝敏; 小松 一生*; 有馬 寛; 大下 英敏*; 大友 季哉*; 坪田 雅己*; 市川 貴之*; 小島 由継*; Kim, D. Y.*

Machida, Akihiko; Honda, Mitsunori; Hattori, Takanori; Sano, Asami; Watanuki, Tetsu; Katayama, Yoshinori; Aoki, Katsutoshi; Komatsu, Kazuki*; Arima, Hiroshi; Oshita, Hidetoshi*; Otomo, Toshiya*; Tsubota, Masami*; Ichikawa, Takayuki*; Kojima, Yoshitsugu*; Kim, D. Y.*

高圧下においてNaCl型ランタン1重水素化物LaDが形成されることを中性子回折によって観測した。NaCl型水素化物はアルカリ金属水素化物や遷移金属水素化物で形成されるが、希土類金属水素化物では常圧で存在しない。ランタン1重水素化物は2重水素化物の圧力誘起相分離の結果として形成される。本研究により、希土類金属はfcc金属格子で1, 2, 3水素化物という3つの化学量論比組成の水素化物を形成することができるということが明らかになった。2種類ある格子間サイト(四面体サイト,八面体サイト)のうち、八面体サイトのみを占有している1水素化物、四面体サイトだけ占有の2水素化物、すべての格子間サイトを占有している3水素化物という異なる3つの状態を同じ金属格子構造で実現できたことは、占有サイトの違いによる水素-金属結合状態の変化を知るうえで重要な結果である。

Formation of an NaCl-type mono-deuteride LaD has been found by neutron diffraction experiments at high pressure. The NaCl-type structure has been reported for alkaline hydrides and transition metal hydrides, but not for rare-earth metal hydrides. The NaCl-type mono-hydride is formed in rare-earth metals for the first time. Lanthanum mono-deuteride is formed as a result of the phase separation of the di-deuteride under high pressure. This result suggests that the three different hydrides, mono-, di-, and tri-hydrides, with the fcc metal lattice are realized. The hydrogen atoms occupy only O-sites, only T-sites and both O-sites and T-sites in the mono-, di-, and tri-hydrides, respectively. Hence, it is expected that the H-M bonding nature is different for each hydride.

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