J-PARC超高圧中性子回折装置PLANETの現状と液体構造解析への応用

Present status of J-PARC high-pressure neutron diffractometer PLANET and application to the structure analysis of disordered materials

服部 高典   ; 佐野 亜沙美   ; 鈴谷 賢太郎; 舟越 賢一*; 阿部 淳*; 町田 真一*; 大内 啓一*; 岡崎 伸生*; 亀田 恭男*; 大友 季哉*

Hattori, Takanori; Sano, Asami; Suzuya, Kentaro; Funakoshi, Kenichi*; Abe, Jun*; Machida, Shinichi*; Ouchi, Keiichi*; Okazaki, Nobuo*; Kameda, Yasuo*; Otomo, Toshiya*

PLANETはJ-PARC MLFに建設された高圧専用の中性子粉末回折計である。2013年度より運用を開始し、国内外よりユーザーを受け入れている。本発表では、PLANETの現状と最近可能になったランダム系物質の構造解析の例を示す。PLANETは、2段押し加圧(6-6加圧方式)を標準採用し、約10GPa, 2000Kでの中性子回折データの測定が可能となっている。更に高い温度圧力での実験を可能とするために、今回異なるアンビル分割方式である6-8加圧方式のテストを行い、約16GPa, 1273Kでの中性子回折実験に成功した。また、PLANETは、結晶のみならず液体の高圧下での構造変化を調べられるように設計がなされている。今回PLANETで測定したSiOガラスのデータをBL21で開発された液体のS(Q)導出プログラム(nvaSq.py及びhitsq.py)を用いて解析を行った。高圧セルの影響を確認するために、高圧セル内にいれた常圧下の試料のS(Q)が、既知のS(Q)とよく一致することを確認した。その後高圧下で測定されたデータへの応用を行い、約10GPaまでの構造変化を調べることができた。また、非弾性散乱効果の補正が重要となる水素を含む系として、水に対して亀田氏作成のプログラムにて解析を行い、良好な結果を得ることができた。

PLANET is the beamline dedicated for the high-pressure experiments. The operation has been started at JFY 2013, and now many users are coming to use. In this talk, we introduce the current state of the PLANET and the example of the structure analysis of disordered materials. PLANET adopted the double staged compression system of the multi anvil 6-6, and enables the data collation at 10 GPa and 2000 K. To extend accessible PT range, we newly introduce another compression system of multi-anvil 6-8, and succeeded in generating 16 GPa and 1273 K. In addition, the PLANET is designed so that we can analyze the structure of liquid under pressure. In the analysis, the program for liquid analysis developed at BL21 NOVA is used. Here, we briefly introduce the reliability of the results and the pressure evolution of the silica glass.