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Formation of NaCl-type lanthanum monodeuteride under high pressure

高圧下におけるNaCl型ランタン一重水素化物の形成

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*; 池田 一貴*; 鈴谷 賢太郎; 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*; Ikeda, Kazutaka*; Suzuya, Kentaro; Otomo, Toshiya*; Tsubota, Masami*; Ichikawa, Takayuki*; Kojima, Yoshitsugu*; Kim, D. Y.*

希土類金属水素化物ではH/M=2, 3の化学量論比組成が存在する。2水素化物は金属格子がfcc構造でその四面体(T)サイトを水素が占有している。八面体(O)サイトも水素が占有すると3水素化物となる。これまでにLaH$$_2$$が高圧下、約11GPaで水素の高濃度相と低濃度相へ相分離することを放射光X線回折によって示した。J-PARC物質・生命科学実験施設のBL21に設置された大強度全散乱装置NOVAでLaD$$_2$$の高圧下中性子回折実験を実施したところ、11GPa以上で低濃度相に由来する回折線を観測した。その結果、相分離によって形成される低濃度相はfcc金属格子のOサイトをDが占有している1重水素化物であることが明らかになった。希土類金属で一水素化物の形成を確認したのは初めてのことである。

Hydrogen atoms absorbed in a metal occupy the interstitial sites of the metal lattice. In an fcc metal lattice, each metal atom has two tetrahedral (T) and one octahedral (O) sites that can accommodate hydrogen. Rare-earth metal La forms T-site occupied LaH$$_2$$ and fully occupied LaH$$_3$$. Previous X-ray diffraction measurements revealed the pressure-induced decomposition of an fcc-LaH$$_{2}$$ into H-rich and H-poor phases around 11 GPa. We performed the neutron diffraction measurements on LaD$$_{2}$$, and found the formation of NaCl-type LaD as a phase separation products. We have first found the NaCl-type rare-earth metal monohydride.

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