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論文

Phase diagram of the Eu-H system at high temperatures and high hydrogen pressures

齋藤 寛之; 町田 晃彦; 松岡 岳洋*; 青木 勝敏*

Solid State Communications, 205, p.24 - 27, 2015/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:79.29(Physics, Condensed Matter)

The phase boundary between the hydrogen rich phases EuH$$_{it{x}}$$-III and EuH$$_{it{x}}$$-IV is determined by X-ray diffraction and infrared absorption measurements. Phase IV is characterized as a high temperature phase of phase III over an investigated pressure range of 4 - 10 GPa. The transition temperature exhibits a maximum value of 550 K at 7 GPa, where the slope of the boundary switches from positive to negative.

論文

In situ synchrotron $$^{57}$$Fe M$"o$ssbauer spectroscopy of RFe$$_{2}$$ (R = Y, Gd) hydrides synthesized under ultra-high-pressure hydrogen

三井 隆也; 増田 亮*; 瀬戸 誠; 平尾 直久*; 松岡 岳洋*; 中村 優美子*; 榊 浩司*; 榎 浩利*

Journal of Alloys and Compounds, 580(Suppl.1), p.S264 - S267, 2013/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:71.14(Chemistry, Physical)

An in situ $$^{57}$$Fe synchrotron radiation M$"o$ssbauer spectroscopy (SRMS) was performed on the C15 Laves RFe$$_{2}$$ (R=Y, Gd) under high-pressure hydrogen (H) in a diamond anvil cell. The H-absorption processes were monitored by the pressure dependence on the $$^{57}$$Fe isomer shift (IS): IS values increased for the amount of H-absorption into the RFe$$_{2}$$. In both cases, IS values showed a rapid increase at a few GPa, and once again showed a small increase at above 10 GPa. These results suggest that there are two steps in the H-absorption processes for the RFe$$_{2}$$ under high-pressure hydrogen. At the same time, two-step magnetic transitions have been also observed for the first time: ferromagnetic RFe$$_{2}$$ changed to paramagnetic RFe$$_{2}$$Hx$$_{1}$$ at the first H-absorption process, and a new ferromagnetic phase appeared in RFe$$_{2}$$Hx$$_{2}$$ at the second H-absorption process. In this conference, we report details on the SRMS experimental setup and the results.

論文

高圧水素中における金属水素化物の電気抵抗測定技術及び鉄水素化物の電気伝導特性と結晶構造

松岡 岳洋*; 平尾 直久*; 大石 泰生*; 清水 克哉*; 町田 晃彦; 青木 勝敏

高圧力の科学と技術, 21(3), p.190 - 196, 2011/09

金属水素化化物の水素圧力媒体中における電気抵抗測定と低温、高圧下における鉄水素化物の電気抵抗とX線回折の同時測定に初めて成功した。3.5GPaにおける鉄水素化物の形成に伴って電気抵抗率は急激に増加することを確認した。水素化物相の25.5GPaまでの各圧力点における電気抵抗率は正の温度依存性を示すため、水素化物相は金属であることが明らかになった。16.5GPaまでは25K以下でフェルミ流体的な振る舞いが観測された。しかしながら25.5GPaでは、電気抵抗率の温度依存性に対して$$T^5$$の方がよりよいフィッティングを示すようになり、常磁性金属の振る舞いが見られた。これは同じ圧力領域で観測されている強磁性の消失に対応していると考えられる。

論文

Structural and valence changes of europium hydride induced by application of high-pressure H$$_{2}$$

松岡 岳洋*; 藤久 裕司*; 平尾 直久*; 大石 泰生*; 三井 隆也; 増田 亮; 瀬戸 誠*; 依田 芳卓*; 清水 克哉*; 町田 晃彦; et al.

Physical Review Letters, 107(2), p.025501_1 - 025501_4, 2011/07

 被引用回数:18 パーセンタイル:26.9(Physics, Multidisciplinary)

1万気圧を超える高い水素圧力に晒されたユーロピウム水素化物の結晶構造と原子の価数状態を観測し、それらの変化を捉えることに成功した。その結果、従来知られている2水素化物よりも水素濃度が高く、ユーロピウムの価数が+3価で、面心立方金属格子を持つ結晶構造相が出現すること、すなわちユーロピウム水素化物も従来の水素化物の構造則に従うことが確認された。これによって、すべての希土類金属水素化物に共通する、水素濃度によってとりうる結晶構造の一般則が確立された。

論文

Electrical and structural properties of YH$$_{x}$$(${it x}$ $$sim$$3) under high pressure

松岡 岳洋*; 北山 貴靖*; 清水 克哉*; 中本 有紀*; 加賀山 朋子*; 青木 勝敏; 大石 泰生*; 竹村 謙一*

High Pressure Research, 26(4), p.391 - 394, 2006/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:88.12(Physics, Multidisciplinary)

イットリウム水素化物YH$$_{x}$$の電気的,構造的性質を電気抵抗,X線回折によって86GPaまで観測した。電気抵抗は10GPaまで増加し、そこでhcp-fcc構造転移を反映して極大値をとる。fcc相では電気抵抗は加圧によって著しく減少するが依然として金属イットリウムよりも4桁大きい。23GPaでの絶縁体から金属への転移は確認できなかった。40$$sim$$60GPaで電気抵抗はfcc構造を保ったまま再度極大を示すことが観測された。

口頭

超高圧下金属水素化反応のIn-Situ放射光メスバウアー分光

三井 隆也; 瀬戸 誠; 増田 亮; 平尾 直久*; 松岡 岳洋*

no journal, , 

新規高密度水素吸蔵合金の開発指針を得ることを目的として、GPa級超高圧力下における金属水素化物の物性を調べた。本発表では、水素圧力下で高密度水素吸蔵が期待されるC15ラーベス系合金GdFe2を対象とし、微小試料測定を容易に実現する放射光メスバウアー顕微分光装置を用いたDACによる超高水素圧下の金属水素化反応と相転移現象の観察を試みた。本発表では、C15ラーベス系合金GdFe2の母材,3水素化物,水素誘起アモルファスした試料に加えて、45GPaまでの高水素圧下での水素化反応過程と相転移の観測を行った。発表では、本測定法の利点と新しく観測された複数の磁気,構造相転移の観測結果を紹介する。

口頭

GdFe$$_{2}$$の放射光による超高水素圧下メスバウアー分光

三井 隆也; 増田 亮; 瀬戸 誠; 平尾 直久*; 松岡 岳洋*

no journal, , 

先進的水素貯蔵材料の開発には、多様な水素環境下における金属の水素化反応や物質の高密度水素吸蔵現象の探索と解明が不可欠である。われわれは、材料の局所分析に適した放射光メスバウアー分光を用いることで、GPa級の超高圧下における金属水素化物の反応過程とこれに伴う基礎物性変化をミクロスコピックな観点から解明することを目指した研究を推進している。最近、われわれは、上記研究の一環として、超高圧下で高密度の水素吸収が期待される希土類鉄合金(GdFe$$_{2}$$)を液体水素を充填したDAC内に配置して、加圧により水素とGdFe$$_{2}$$を反応させた場合の放射光メスバウアー分光を実施した。その結果、GdFe$$_{2}$$中のFeのアイソマーシフトの変化により、超高水素圧下においてGdFe$$_{2}$$は、約4GPaで急激に水素を吸収して安定した後、8GPa$$sim$$15GPaの領域で緩やかな水素吸収が再度発生することで高密度水素吸収状態に至ることが示唆された。際立った物性変化として、上記の水素の吸収に伴う逐次磁気相転移が発生することも初めて観測された。本報告では、実験方法の詳細と、超微細構造パラメーター変化が示唆するGdFe$$_{2}$$の逐次磁気転移の発生機構の可能性について紹介する。

口頭

超高圧下RFe$$_{2}$$合金の高密度水素吸収と逐次磁気転移

三井 隆也; 増田 亮; 平尾 直久*; 松岡 岳洋*

no journal, , 

先進的水素貯蔵材料の開発には、多様な水素環境下における金属の水素化反応や物質の高密度水素吸蔵現象の探索と解明が不可欠である。われわれは、材料の局所分析に適した放射光メスバウアー分光を用いることで、GPa級の超高圧下における金属水素化物の反応過程とこれに伴う基礎物性変化をミクロスコピックな観点から解明することを目指した研究を推進している。最近、われわれは、上記研究の一環として、超高圧下で高密度の水素吸収が期待される希土類鉄合金(RFe$$_{2}$$: R=Gd, Y)を液体水素を充填したDAC内に配置して、加圧により水素とRFe$$_{2}$$を反応させた場合の放射光メスバウアー分光を実施した。その結果、RFe$$_{2}$$中のFeのアイソマーシフトの変化により、超高水素圧下においてRFe$$_{2}$$は、数GPaで急激に水素を吸収して安定した後、8GPa$$sim$$15GPaの領域で緩やかな水素吸収が再度発生することで高密度水素吸収状態に至ることが明かになった。興味深い物性変化として、上記の水素吸収に伴い、RFeHxに逐次磁気相転移が発生することが初めて観測された。本発表では、実験方法の詳細と、超微細構造パラメーター変化が示唆するRFe$$_{2}$$の逐次磁気転移の発生機構に関する考察を紹介する。

口頭

高水素圧力の印加が誘起するEuH$$_{x}$$の結晶構造と価数の変化

松岡 岳洋*; 清水 克哉*; 藤久 裕司*; 平尾 直久*; 大石 泰生*; 依田 芳卓*; 三井 隆也; 増田 亮; 町田 晃彦; 青木 勝敏; et al.

no journal, , 

3価の希土類金属の2水素化物は$$beta$$相(fcc構造)、3水素化物は$$beta$$相もしくは$$gamma$$相(hcp構造)を形成する。圧力下ではhcp$$rightarrow$$fcc構造相転移が起こることが知られている。一方、ユウロピウム(Eu)は 常圧で2価であることを反映して、斜方晶の2水素化物(EuH$$_{2}$$, Pnma)を形成するが、高温水素環境下においても$$beta$$相,$$gamma$$相は形成されず、希土類金属水素化物の中では例外と考えられてきた。われわれは前回、EuH$$_{2}$$をH$$_{2}$$媒体中で加圧したときに出現するEuH$$_{x}$$のEu価数を明らかにする目的で、高圧下メスバウアー分光測定を行い2価から3価への価数転移を観測したので報告する。

口頭

X線移送子を用いた放射光偏光メスバウアー分光法の開発研究

三井 隆也; 今井 康彦*; 瀬戸 誠*; 平尾 直久*; 松岡 岳洋*; 壬生 攻*

no journal, , 

円偏光や直線偏光を用いたメスバウアー分光は、共鳴元素のスピン配向の決定や$$gamma$$線円二色性及び核共鳴に寄与する準位の選択的な励起を利用した高精度な超微細構造解析に極めて有用であることがこれまでの基礎研究から明らかだが、通常のRI線源から照射される$$gamma$$線には偏光性が全くないため、偏光メスバウアー分光が実材料研究に有効利用されているとは言えない状況にある。一方、高輝度放射光X線と核分光器を利用した放射光メスバウアー分光法においては、X線移送子を併用することで極めて簡単にプローブ$$gamma$$線の偏光状態を制御した測定を実施できる。本報告では、我々が開発に成功した直線・円偏光に加えて無偏光の$$^{57}$$Feメスバウアー$$gamma$$線を生成して利用できる移送子と核モノクロメーターから成る核共鳴回折光学系の原理と実証実験を紹介すると共に、精密スピン構造解析における有効性を明らかにする。また、応用研究として、RI線源による測定では実施困難なダイアモンドアンビルセルを用いたGPa級超高圧水素下における希土類鉄フェリ磁性体のスピン再配列現象を初めて観測した実験の結果についても報告する。

口頭

高圧物質科学研究の現状

綿貫 徹; 松岡 岳洋*

no journal, , 

高圧物質科学研究会では、Siモノクロの導入によるナノビームの利用開始とそれを用いた超高圧力下構造物性研究の進捗状況、高圧力を用いた新規金属水素化物合成、X線分光ビームラインでのEXAFSを用いた鉄の高圧下における相転移界面観測、超高圧下でのX線回折・電気抵抗の同時測定による、Liの金属-絶縁体-金属リエントラント相転移の観測等、最近の顕著な研究成果を紹介する。

口頭

高圧物質科学研究の現状

綿貫 徹; 松岡 岳洋*

no journal, , 

高圧物質科学研究会では、BL10XUにおけるSiモノクロの導入とフラットパネル検出器の導入、それに加えて実験ハッチの改造により、X線回折測定の効率とクオリティが極めて顕著に向上している状況を報告する。また、新規導入された装置を用いて行った高圧下レーザー加熱における金属水素化物合成のその場観察(BL10XU)、軽金属を主原料とした新規金属水素化物の高温高圧合成(BL14B1)、X線非弾性散乱を用いたアルカリ金属のプラズモン測定(BL12XU)、電荷輸送に適した有機半導体の結晶構造の探索(BL10XU)等、最近の顕著な研究成果を紹介する。

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