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MoO$$_{3}$$-Li$$_{2}$$O系フラックスで合成したモナズ石CePO$$_{4}$$の単結晶X線構造解析; 格子間席への不純物固溶の検討

X-ray structure analysis of flux-grown CePO$$_{4}$$ monazite; Investigation of impurity incorporation into interstitial site

阿部 健康; 栗林 貴弘*; 中村 美千彦*

Abe, Takeyasu; Kuribayashi, Takahiro*; Nakamura, Michihiko*

モナズ石CePO$$_{4}$$は、変成岩や火成岩に広く産し、U-Pb年代測定に利用される重要な鉱物として知られる。モナズ石の結晶構造中には空隙が存在する。3価のCe席や5価のP席が電荷の異なるカチオンによって置換される場合、その空隙が格子間席として使われ、電荷バランスを保つための不純物が固溶する可能性がある。本研究では、Ce席に2価のカチオンをドープしたCePO$$_{4}$$単結晶をフラックス法により合成し、単結晶X線回折実験を行い構造を精密化した。格子間席への不純物固溶を検証するため、ドープなし及び2価カチオンドープ試料について差フーリエ図を作成して比較した。ホットプレス装置に内蔵のシリコニット炉を使用し、pure及びCaO-doped CePO$$_{4}$$、の二種類を用意した。回折強度データを取得し、CaO-doped CePO$$_{4}$$について構造精密化を行った結果、CeO$$_{9}$$-PO$$_{4}$$鎖間の位置に、pure CePO$$_{4}$$の解析結果には見られない2種類の残差ピークが観察された。Ce席, P席の占有率パラメータは、それぞれ0.97, 0.95と1より小さい値を示し、Ce席やP席に空孔が生じている可能性が示唆された。

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