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キュービックアンビル圧力発生装置を用いた中性子回折実験における吸収補正法の検討

Attenuation correction for cubic-anvil high pressure cell for neutron diffraction study under pressure

阿部 淳; 小松 一生*; 有馬 寛*; 服部 高典   ; 佐野 亜沙美   ; 荒川 雅*; 鍵 裕之; 奥地 拓生*; 内海 渉

Abe, Jun; Komatsu, Kazuki*; Arima, Hiroshi*; Hattori, Takanori; Sano, Asami; Arakawa, Masashi*; Kagi, Hiroyuki; Okuchi, Takuo*; Utsumi, Wataru

高圧装置を用いた中性子回折実験では、入射及び散乱中性子が高圧装置により吸収され、散乱角・波長に依存した回折強度の減少が生じる。そのため、高圧装置を用いて得られた中性子回折パターンから構造情報を取り出すためには、高圧装置による中性子の吸収を補正する必要がある。吸収補正係数は、中性子が各高圧装置部品を透過する光路長と各高圧部品の中性子透過率から求まる。本研究では、その吸収補正法を確立するため、キュービック型の高圧発生装置に対してレイトレーシングによる光路長計算と高圧装置の吸収補正係数を算出するプログラムを開発した。小型のキュービックアンビル型高圧発生装置を用いてアルミナ粉末の中性子回折パターンを測定した。得られた中性子回折パターンの吸収補正を行い、結晶構造解析を行った。その結果、標準試料管を用いて得られた原子座標,温度因子とほぼ一致する結果となり、吸収補正が有効であることがわかった。

We have performed high-pressure neutron diffraction experiments using newly designed cubic-anvil high-pressure cell. Incident and diffracted neutron beams travel through high-pressure device, which causes attenuation of neutron. We have studied the method of attenuation correction and analyzed crystal structure using corrected neutron diffraction pattern. The total attenuation of the diffracted neutron beam is calculated by ray tracing. Neutron diffracted pattern of Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ in cubic-anvil high-pressure device have been measured and carried out the attenuation correction. Crystal structure was analyzed by the Rietveld method. Atomic coordinates and displacement parameters of Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ in cubic-anvil high-pressure device agreed with those obtained by using sample holder.

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