Investigation of hydrogen sites of wadsleyite; A Neutron diffraction study

中性子散乱実験によるワズレアイト中の水素位置の研究

佐野 亜沙美   ; 栗林 貴弘*; 小松 一生*; 八木 健彦*; 大谷 栄治*

Sano, Asami; Kuribayashi, Takahiro*; Komatsu, Kazuki*; Yagi, Takehiko*; Otani, Eiji*

Mg端成分の重水素化したワズレアイトについて、中性子散乱実験を行い水素位置の精密化を行った。結晶構造のモデルに、単結晶X線散乱実験により求められた水素を含まない構造を用いて予備的な解析を行ったところ、差フーリエマップにはM3サイトの稜、O1とO4の間に核密度分布の最大の残差が見られた。重水素の初期位置をこの残差の位置として、リートベルト解析を行ったところ、重水素の位置は(0.096, 0.289, 0.315)、占有率は8.2%と精密化された。本研究により決定された水素位置から、ワズレアイトが水を含んだ場合、原子拡散について異方的な影響を持つことが示唆された。

A neutron powder diffraction experiment was conducted to refine the hydrogen position of Mg-endmember deuterated wadsleyite. Preliminary refinement using the dry-structure determined by single crystal X-ray diffraction reveals a maximum peak Q1 of nuclear density in the difference Fourier map at the M3 octahedral edge, between the O1 and O4 atoms. Full Rietveld refinement was conducted assuming that the maximum peak corresponds to deuterium atom. The deuterium position was determined as (0.096, 0.289, 0.315) with occupancy of 8.2%. The structure determined by this study predicts that the hydration of wadsleyite has an anisotropic effect on diffusion properties.