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論文

高温高圧下でのXAFS法と回折法によるAgIの研究(MS35)

吉朝 朗*; 有馬 寛; 福井 宏之*; 奥部 真樹*; 片山 芳則; 大高 理*

日本結晶学会誌, 51(1), p.66 - 69, 2009/02

われわれは高温高圧放射光実験によってAgIの精密な温度圧力相図を決定した。マルチアンビル高圧装置とSPring-8の放射光を利用することによって、X線回折及びXAFS測定が行われた。不規則岩塩構造相では、Agイオンが6配位席及び4配位席の両方を占有する。4配位席の占有率は、2GPa付近で最大の20%程度となる。岩塩構造から不規則岩塩構造への変化は、X線回折で観測される平均構造でははっきりしないが、XAFSで観測される局所構造でははっきりと現れた。EXAFSデバイワーラー因子からは原子間の有効二体ポテンシャルを高温高圧下でも求めることができる。圧力は有効ポテンシャルに大きな影響を及ぼし、非調和性が圧力とともに減少することが明らかになった。

論文

${it In-situ}$ XAFS and XRD studies of pressure-induced local structural change in liquid AgI

有馬 寛*; 大高 理*; 服部 高典; 片山 芳則; 内海 渉; 吉朝 朗*

Journal of Physics; Condensed Matter, 19(7), p.076104_1 - 076104_7, 2007/02

 被引用回数:15 パーセンタイル:57.23(Physics, Condensed Matter)

液体AgIの圧力誘起構造変化を調べるために、約1200K, 6GPaの温度圧力範囲において高温高圧XAFS及びXRDを行った。XANESスペクトル及び$$S$$($$Q$$)の変化は液体AgIの短距離秩序が変化することを示している。約2GPaまでのAg-I距離の増大は、局所構造が配位数が4から4より大きなものへと変化することを示している。約2GPaより高い圧力下での、Ag-I距離の減少は、2GPaで上記構造変化が完了し、高圧Formが安定になることを示している。Ag-I距離の結晶相におけるものとの比較から、液体の高圧Formの構造は、空孔を含んだ岩塩構造に類似していることを示している。

論文

Pressure-induced sharp coordination change in liquid germanate

大高 理*; 有馬 寛*; 福井 宏之*; 内海 渉; 片山 芳則; 吉朝 朗*

Physical Review Letters, 92(15), p.155506_1 - 155506_4, 2004/04

 被引用回数:48 パーセンタイル:84.3(Physics, Multidisciplinary)

液体ゲルマン酸塩中のゲルマニウムの周りの局所構造をX線吸収その場観察測定によって9GPa, 1273Kまで調べた。4面体配位したゲルマニウムによって構成される液体ゲルマン酸塩は、2.5GPaまでは局所構造に顕著な変化を起こすことなく収縮し、その後、3GPaで、突然4配位から6配位への変化を起こす。配位の変化は4GPaで完了し、それ以上圧力では、8面体配位したゲルマニウムによって構成される高密度液体が安定となる。高密度液体中のGeO$$_{6}$$8面体は固体中のそれよりも圧縮されやすい。

論文

大容量高圧装置キュービックプレスを用いた回折・吸収実験

内海 渉; 片山 芳則; 齋藤 寛之; 金子 洋*; 岡田 卓*; 大高 理*

未来を拓く高圧力科学技術セミナーシリーズ,28, p.14 - 20, 2004/01

高圧力下での物質のふるまいをその構造面から明らかにしたい場合、高エネルギー,高輝度という特長を持つ放射光が強力な武器になる。現在放射光高圧実験に用いられている装置としては、ダイヤモンドアンビルセルと油圧プレスを用いたマルチアンビルと呼ばれる高圧発生装置が2大主流である。本解説では、スプリングエイト原研ビームラインに設置されているキュービック型マルチアンビルプレスについてその装置の概要とそれを用いて行われている実験例を紹介する。

論文

Anharmonicity of platinum under HP and HT

奥部 真樹*; 吉朝 朗*; 大高 理*; 片山 芳則

High Pressure Research, 23(3), p.247 - 251, 2003/09

 被引用回数:5 パーセンタイル:39.52(Physics, Multidisciplinary)

白金の非調和熱振動に対する圧力の効果を調べるため、白金のK吸収端及びL$$_{3}$$吸収短広域X線吸収微細構造(EXAFS)スペクトルを6GPaまでの圧力、300Kから800Kまでの温度範囲で測定した。実験には、大容量プレスと放射光が用いられた。われわれは、非調和原子間ポテンシャルをキュムラント展開法によって調べた。EXAFSデバイ-ワラー因子の値、$$sigma$$2及び$$sigma$$3は圧力の増加とともに小さくなった。非調和有効対ポテンシャル$$V(u)=(1/2!)au^{2}+(1/3!)bu^{3}$$を評価したところ、0.1MPa及び6GPaの係数$$a$$の値として、それぞれ4.8及び5.0eV/$AA $^{2}$$が得られた。非調和ポテンシャルパラメーター$$b$$は圧力の増加とともに減少した。

論文

中性子実験用高圧装置

大高 理*; 内海 渉; 亀卦川 卓美*

未来を拓く高圧力科学技術セミナーシリーズ,27, p.52 - 62, 2003/07

高圧中性子線ビームラインに導入する高温高圧発生装置について検討する。中性子線回折はX線回折に比べて、ずっと大きな試料体積を必要とし、測定にも時間がかかり、検出器も遮蔽も大型である。これを高圧下で行うにはさらに回折のジオメトリーが厳しく制限される点などが加わり、実験上多くの困難が予想される。J-PARC建設を見越して、日本オリジナルの高圧装置の建設が期待される。現状の中性子実験の高圧装置を概観し、将来の装置はいかにあるべきかについて考える。

論文

Anharmonic effective pair potentials of gold under high pressure and high temperature

奥部 真樹*; 吉朝 朗*; 大高 理*; 福井 宏之*; 片山 芳則; 内海 渉

Journal of Physics; Condensed Matter, 14(44), p.11511 - 11515, 2002/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:21.03(Physics, Condensed Matter)

放射光ビームライン設置の高温高圧装置を用いて、金のL吸収端のEXAFSスペクトルを1100K, 14GPaまでの領域で測定した。測定結果を解析することにより、0, 6, 14GPaにおける金の非調和ペアポテンシャルが計算された。

論文

XAFS study of GeO$$_{2}$$ glass under pressure

大高 理*; 吉朝 朗*; 福井 宏之*; 村井 敬一郎*; 奥部 真樹*; 竹部 仁*; 片山 芳則; 内海 渉

Journal of Physics; Condensed Matter, 14(44), p.10521 - 10524, 2002/11

 被引用回数:17 パーセンタイル:63.52(Physics, Condensed Matter)

放射光設置の大型高圧装置を用いて、Li$$_{2}$$O-4GeO$$_{2}$$ガラスと純GeO$$_{2}$$ガラスを14GPaまで室温下で加圧し、そのローカル構造変化をXAFS測定により観測した。Li$$_{2}$$O-4GeO$$_{2}$$ガラスを加圧すると、7GPaあたりまで、GeO$$_{4}$$四面体の圧縮に伴ってGe-O距離が連続的に短くなるが、8-10GPaで配位数変化を伴って、Ge-O距離が急激に増加する。これに対し、純GeO$$_{2}$$ガラスの場合は、2-12GPaまでGe-O距離は連続的に少しずつ増加することが明らかになった。

論文

Phase relations of AgI under high pressure and high temperature

大高 理*; 竹部 仁*; 吉朝 朗*; 福井 宏*; 片山 芳則

Solid State Communications, 123(5), p.213 - 216, 2002/08

 被引用回数:18 パーセンタイル:65.08(Physics, Condensed Matter)

AgIの、$$alpha$$-AgI構造,岩塩構造,乱れた岩塩構造及び液体の間の相関系を調べるために、大容量高圧装置と放射光を用いたX線その場観察を、圧力6GPaまで、温度1000Kまでの高温高圧下で行った。$$alpha$$-AgI構造,不規則岩塩構造,液体の3つの相は823K,1.3GPaにある3重点で共存する。乱れた岩塩構造の融解曲線は直線で正の傾きを持つ。岩塩構造と乱れた岩塩構造の間の転移は、同じ構造の間での、幅の広いぼやけた無秩序化である。よって、乱れた岩塩構造の生成は(111)と(200)回折線の相対的な強度比の変化によって推定された。加圧にともない、岩塩構造はより高温でも安定となる。6.0GPaで岩塩構造は乱れた岩塩構造に転移することなく融解する。

論文

Anharmonicity of gold under high-pressure and high-temperature

奥部 真樹*; 吉朝 朗*; 大高 理*; 福井 宏*; 片山 芳則; 内海 渉

Solid State Communications, 121(5), p.235 - 239, 2002/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:51.57(Physics, Condensed Matter)

金の非調和性に対する圧力効果を調べるため、金の$$L_{3}$$吸収端付近のEXAFSスペクトルを温度範囲300Kから1000Kで圧力14GPaまで、大容量プレスと放射光を用いて測定した。EXAFSデバイ-ワーラー因子、$$sigma2$$$$sigma3$$の値は圧力が大きくなるにつれ、小さくなった。これはポテンシャルの幅が圧力の増加と伴に狭くなることを示している。金の非調和対ポテンシャル、$$V(u)=au^{2}/2!+bu^{3}/3!$$を、0.1MPa, 6及び14GPaで計算した。また、熱膨張係数の圧力依存性も評価した。

論文

Phase relation and EOS of ZrO$$_{2}$$ and HfO$$_{2}$$ under high-temperature and high-pressure

大高 理*; 福井 宏之*; 舟越 賢一*; 内海 渉; 入舩 徹男*; 亀卦川 卓美*

High Pressure Research, 22(1), p.221 - 226, 2002/01

 被引用回数:24 パーセンタイル:73.41(Physics, Multidisciplinary)

高温高圧下での酸化ジルコニウムと酸化ハフニウムの相関係と状態方程式を放射光設置のマルチアンビル装置を用いたX線回折実験により決定した。酸化ジルコニウムは、3-4GPa付近において、Baddeleyite 構造が、温度によって2種の構造に転移する。すなわち、600 $$^{circ}C$$以下では斜方晶相へ、600 $$^{circ}C$$以上では、菱面体相になる。両相とも12.5GPaで、PbCl$$_{2}$$型の別の斜方晶相へ転移し、この相は、24GPa ,1800$$^{circ}C$$まで安定である。一方酸化ハフニウムは、斜方晶相が4GPaから14.5GPa,1250-1400$$^{circ}C$$以下では安定であり、これ以上の温度では正方晶相へ転移する。14.5GPa以上ではコチュナイトタイプの別の斜方晶相へと転移する。

論文

Phase relations and equations of state of ZrO$$_{2}$$ under high pressure and high perature

大高 理*; 福井 宏之*; 国定 泰一*; 藤沢 友之*; 舟越 賢一*; 内海 渉; 入舩 徹男*; 黒田 幸治*; 亀卦川 卓美*

Physical Review B, 63(17), p.174108_1 - 174108_8, 2001/05

 被引用回数:104 パーセンタイル:95.9(Materials Science, Multidisciplinary)

高温高圧下におけるZrO$$_{2}$$の相関係と体積変化をマルチアンビルと放射光を用いたその場X線観察によって研究した。3-4GPa付近において、Baddeleyite 構造は、温度によって2種の構造に転移する。すなわち、600$$^{circ}C$$以下ではOrthorhombic相へ、600$$^{circ}C$$以上では、tetragonal 相になる。両相とも12.5GPaで、PbCl2型の別のOrghorombic 相へ転移し、この相は、24GPa,1800$$^{circ}C$$まで安定である。

論文

マルチアンビルを用いた高温高圧実験; 手段と装置

内海 渉; 舟越 賢一*; 八木 直人*; 浦川 啓*; 大高 理*; 桂 智男*; 入舩 徹男*; 井上 徹*; 内田 雄幸*

岩石鉱物科学, 30(2), p.100 - 101, 2001/03

鉱物や岩石試料の高温高圧下での振るまいを、その構造面から明かにしたい場合、放射光が強力な武器になる。 高圧実験においては、試料体積が本質的に小さいこと、試料が高圧発生機器や圧力媒体などに囲まれ、それらを通してしか試料を覗けないこと、の2点が大きな原因となって、プローブに高エネルギー、高輝度のX線を必要とするからである。現在、静的高圧実験に用いられる装置としては、ダイヤモンドアンビルセルと、油圧プレスを用いたマルチアンビルと呼ばれる高圧発生装置が2大主流である。本稿では、現在国内で共同利用に供されている放射光実験用マルチアンビル装置を列挙するとともに、SPring-8設置のSPEED-1500を例にとって、その実験方法を解説する。

論文

マルチアンビルを用いた高温高圧実験; 最近の成果

舟越 賢一*; 内海 渉; 大高 理*; 入舩 徹男*; 井上 徹*; 伊藤 英司*; 桂 智男*; 久保 敦*; 廣瀬 敬*; 安東 淳一*; et al.

岩石鉱物科学, 30(2), p.102 - 103, 2001/03

高温高圧下でのX線回折は、地球や惑星内部の岩石・鉱物試料の構造や状態を直接観察することのできる非常に有効な手段である。放射光とマルチアンビルを組み合わせた高温高圧X線回折の歴史は、高エネルギー加速器研究機構の放射光実験施設に初めて一段式マルチアンビルMAX80で実験が開始された1983年から始まる。さらに1997年には一段式よりも高圧力の発生可能な2段式マルチアンビルSPEED-1500による実験がSPring-8で開始され、およそ2500$$^{circ}C$$、30GPaまでの高温高圧X線実験が可能になった。本稿ではSPring-8の2段式マルチアンビルを例にとり、最近の研究例を中心に紹介する。

論文

Structual changes of quartz-type crystalline and vitreous GeO$$_{2}$$ under pressure

大高 理*; 吉朝 朗*; 福井 宏之*; 村井 敬一郎*; 奥部 真樹*; 片山 芳則; 内海 渉; 西畑 保雄

Journal of Synchrotron Radiation, 8(Part2), p.791 - 793, 2001/03

放射光ビームライン設置の高圧プレスを用いて、石英タイプ結晶ならびにガラスの酸化ゲルマニウムを室温下14GPaまで圧縮し、その構造変化をXAFS測定によりその場観察した。結晶酸化ゲルマニウムにおいては、4から6への配位数変化が8GPaあたりで始まり、12GPaで終了するが、ガラスにおいては、その変化は6GPaから始まり、10GPa以下で終了することが明らかになった

論文

Anharmonic effective pair potentials of $$gamma-$$ and $$alpha-$$CuBr at high pressure

吉朝 朗*; 奥部 真樹*; 大高 理*; 神嶋 修*; 片山 芳則

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 39(12A), p.6747 - 6751, 2000/12

 被引用回数:10 パーセンタイル:44.89(Physics, Applied)

高圧下における$$gamma-$$及び$$alpha-$$CuBrのBr-Cu結合に対する非調和有効対ポテンシャル$$V(u)=au^{2}/2+bu^{3}/3!+cu^{4}/4!$$を広域X線吸収微細構造(EXAFS)法によって調べた。BrのK吸収端近傍のEXAFSスペクトルを大容量一軸押しプレスとSPring-8の放射光を用いて測定した。それぞれの相における非調和有効対ポテンシャルは圧力に影響され、圧力の増加と伴に険しくなっていく。$$gamma$$相のポテンシャルパラメーター$$a$$は、圧力4.8GPaでは0.1MPaに比べ約20%増加する。有効対ポテンシャルとBr-Cu距離の分布をもとに、$$alpha$$-CuBr中のCuの統計的な分布と超イオン導電機構について議論する。

論文

Melting of portlandite up to 6GPa

福井 宏之*; 大高 理*; 永井 隆哉*; 桂 智男*; 舟越 賢一*; 内海 渉

Physics and Chemistry of Minerals, 27(6), p.367 - 370, 2000/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:22.16(Materials Science, Multidisciplinary)

マルチアンビルを用いた高圧下でのDTA測定及び放射光その場X線観察の手法により、ポートランダイト(Ca(OH)$$_{2}$$)の融解曲線を6GPa,1000$$^{circ}C$$までの領域で測定した。融解はcongruentであり、融解曲線は負の勾配を持つこと、すなわち、液相Ca(OH)$$_{2}$$は、この圧力領域では結晶相より高密度であることが明らかになった。

論文

高圧地球科学実験ステーション(BL04B1)の研究から

浦川 啓*; 大高 理*; 舟越 賢一*; 内海 渉

日本結晶学会誌, 42(1), p.24 - 32, 2000/02

SPring-8共用ビームラインBL04B1高圧地球科学実験ステーションに設置された大容量マルチアンビル高圧装置の概要ならびに、それを用いて行われている最近の実験成果について概説する。

論文

Phase relations of Ca(OH)$$_{2}$$ under high-temperature and high-pressure conditions

福井 宏之*; 大高 理*; 桂 智男*; 永井 隆哉*; 舟越 賢一*; 内海 渉; 亀卦川 卓美*

Science and Technology of High Pressure, p.554 - 557, 2000/00

高圧下での示差熱解析並びに放射光X線その場観察により、水酸化カルシウムの8GPaまでの融点の圧力変化を測定した。融点は、圧力増加に伴って下降し、6GPaでは、約600$$^{circ}$$Cになった。さらに圧力を増加させると、融点は上昇に転じ、固相にこのあたりの相転移があることを示唆され、実際にX線観察によりBaddeleyite構造の新高圧相が発見された。

論文

The Postspinel Phase Boundary in Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$ Determined by in Situ X-ray Diffraction

入舩 徹男*; 西山 宣正*; 黒田 幸治*; 井上 徹*; 一色 麻衣子*; 内海 渉; 舟越 賢一*; 浦川 啓*; 内田 雄幸*; 桂 智男*; et al.

Science, 279(5357), p.1698 - 1700, 1998/03

 被引用回数:197 パーセンタイル:93.68(Multidisciplinary Sciences)

Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$のスピネルとぺロフスカイト+ペリクレスの相境界をSPring-8放射光とマルチアンビル型高圧装置を用いて、その場X線観察の手段により決定した。1600$$^{circ}C$$における同境界は、21.1GPaあたりにあり、従来の試料急冷回収法による推測より約2GPa低かった。

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