-AlOOHにおける水素結合の対称化と同位体効果

Symmetrization of hydrogen bond and isotope effect in -AlOOH

佐野 亜沙美   ; 服部 高典   

Sano, Asami; Hattori, Takanori

水素は、鉱物のフレームワーク中に水素結合として取り込まれ地球深部に存在している。圧力を印可した場合の水素結合の変化は鉱物の結晶構造により様々であるが、最も興味深い現象のひとつが、水素が二つの酸素間の中心に位置する"対称化"である。本研究では、含水鉱物-AlOOHについて、これまで報告されている高圧下における物性の変化と水素結合の対称化の関連を明らかにするために、高圧下における中性子回折実験を行い、水素位置の決定を試みた。高圧下における粉末中性子回折実験はJ-PARC、MLF内BL11(PLANET)にて行った。実験の結果、-AlOOHでは、021反射の消失が8.4GPa以上で確認され、先行研究同様Pnnmへの相転移が示唆された。一方、重水素化物では相転移圧はより高く、12.1GPaであった。発表では差フーリエ解析による水素の核密度の分布の詳細を示すとともに、物性変化との関連、同位体効果について議論を行う。

To investigate the relation of change in compression behaviours at high-pressure and hydrogen-bond symmetrization in hydrous mineral -AlOOH, we conducted high-pressure neutron diffraction experiments at the PLANET in the J-PARC. The results indicate the phase transitions occur at 8.4 GPa in -AlOOH and 12.1 GPa in -AlOOD.