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口頭

高温高圧下の水の構造,2

片山 芳則; 服部 高典; 齋藤 寛之; 青木 勝敏; 舟越 賢一*; 丹下 慶範*

no journal, , 

常圧の水は、水分子が水素結合によるネットワーク構造を作るため特異な性質を示す。われわれは、大型放射光施設SPring-8で17GPaまでの高温高圧X線回折実験を行い、水の構造が、数GPaの領域で、配位数が増加して単純液体のような構造へと変化することを報告した。今回、20GPaでのデータも収集できたので、その結果を報告する。しかし、これらの測定は融点直上で行ったので、圧力とともに温度も上昇する。そのため、構造におよぼす圧力(密度)と温度の効果を独立に議論することができない。そこで、ビームラインBL14B1に設置されているキュービック型プレスを用いて、約1GPaで温度を変えてX線回折測定を行った。室温では構造因子S(Q)の第一ピークの高波数側に肩がある。200$$^{circ}$$Cでこの肩は消失するが、第一ピークは非対称である。さらに温度を600$$^{circ}$$Cまで上げると、第一ピークの幅が広がり対称になっていく。これらの結果は、低配位数の構造から単純な構造への変化を示唆している。

口頭

In$$_{2}$$O$$_{3}$$の温度圧力相図

齋藤 寛之; 内海 渉; 青木 勝敏

no journal, , 

高圧下での固相粒成長による単結晶育成は、新奇物質の単結晶を得るための有力な手法の一つである。固相の粒成長は融点直下でしばしば観察される現象である。一方で特定の物質では融点よりも遙かに低い温度で急激に粒成長が起きることが報告されている。後者の固相粒成長によって、比較的穏やかな温度条件で常圧下では育成することのできない新奇物質の単結晶育成が可能になる。本研究では(a)多くの高圧研究がなされているAl$$_{2}$$O$$_{3}$$と同じIII族酸化物である、(b)透明伝導性薄膜材料として常圧で多く研究されているIn$$_{2}$$O$$_{3}$$について、固相粒成長を利用した高圧相の結晶成長を行った。また、In$$_{2}$$O$$_{3}$$の10GPa, 2000$$^{circ}$$Cまでの温度圧力領域でのP-T相図を決定した。

口頭

YH$$_2$$の圧力誘起分解現象

町田 晃彦; 綿貫 徹; 大村 彩子*; 青木 勝敏

no journal, , 

イットリウム2水素化物では、水素原子はイットリウム金属原子の作る四面体サイトをすべて占有しており、八面体サイトは非占有であるため、それに起因した高圧力下における構造・物性が出現すると期待される。そこで本研究では、イットリウム2水素化物において高圧下放射光X解回折実験を行い、その構造の圧力特性を調べた。高圧下粉末X線回折実験はSPring-8のBL22XUに設置されているDAC用回折計を用いて行った。圧力媒体には静水圧性に優れるヘリウムを使用した。およそ35GPaまでは単相の面心立方格子であるが、およそ36GPaで6%ほど格子定数が小さい第2相が出現する。このとき、第2相は面心立方格子であるが、母相は第2相の出現に伴い格子が変形し、正方格子となる。圧力の印加に伴い、母相の変形は大きくなるが、およそ50GPaで急激に歪みが緩和する。第2相の格子定数は母体物質であるイットリウム金属より大きいため、水素は完全に抜けていないと推測される。この観測された相分離は、水素濃度の異なる2つの状態への分解であると考えられる。

口頭

反転対称性のない重い電子系超伝導物質CeIrSi$$_3$$の高圧下電気抵抗・比熱測定による研究

立岩 尚之; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 池田 修悟; 宮内 裕一朗*; 奥田 悠介*; 摂待 力生*; 大貫 惇睦

no journal, , 

最近、結晶構造に反転対称性のない超伝導物質が多くの興味を集めている。理論的に混合パリティ型のクーパー対が形成されていると予測されており、現在多くの研究が活発に行われている。CeIrSi$$_3$$は立方晶BaNiSn$$_3$$型結晶構造を形成し反転対称性がない化合物である。この物質は常圧で$$T_{rm N}$$=5.0Kの反強磁性物質であるが、2GPa以上で超伝導が出現する。本研究では、CeIrSi$$_3$$の高圧下比熱・電気抵抗測定を行った。特にゼロ抵抗でみた"超伝導相"とバルクの超伝導相の関係を、電気抵抗・比熱の同時測定から調べた。

口頭

ウラン反強磁性化合物の超高圧下物性研究

立岩 尚之; 芳賀 芳範; 池田 修悟; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦

no journal, , 

私たちはダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた超高圧下物性測定システムによるアクチノイド高圧下物性研究を始めた。研究対象としてウラン反強磁性化合物に着目した。圧力誘起超伝導が報告されるCe系反強磁性化合物(例えば、CeIn$$_3$$など)と異なり、ウラン反強磁性化合物の量子臨界点近傍の報告例は少ない。電子比熱係数が500mJ/molK$$^2$$と大きい重い電子系反強磁性化合物U$$_2$$Zn$$_{17}$$(転移温度$$T_{rm N}$$=9.7K)の高圧研究を始めた。本発表では、高圧システムと測定例をご紹介したい。

口頭

充填スクッテルダイト化合物PrFe$$_{4}$$P$$_{12}$$の圧力誘起磁気秩序

長壁 豊隆; 桑原 慶太郎*; 川名 大地; 岩佐 和晃*

no journal, , 

充填スクッテルダイト化合物PrFe$$_{4}$$P$$_{12}$$は、T$$_{A}$$=6.5Kで非磁性の相転移を示す。最近のNMR実験や理論的解釈から、この非磁性相の秩序パラメーターは$$Gamma$$$$_{1}$$タイプの反強16極子であると予測された。この非磁性相は、2.5GPa以上の圧力下で消失し、新しい絶縁体相が現れる。例えば、3.2GPaでは9K以下となる。われわれは、圧力誘起絶縁相の秩序パラメータを明らかにするため、JAEAの3号炉2Gビームポートに設置されたTAS-1分光器を用い、3GPa以上の圧力下で中性子回折実験を行った。われわれは、絶縁相中である3.2GPaにおいて、(1,0,0)逆格子点に明瞭な磁気ブラッグ反射を観測した。このピークは、q=(1,0,0)の反強磁性秩序に対応する。磁気モーメント[0,0,1]方向を向いており、Prイオンあたり約2.0$$mu_{rm B}$$であった。この結果は、圧力誘起絶縁体相が反強磁性相であり、また、秩序変数が、結晶格子が$$Delta$$L/L$$sim$$0.5縮む圧力により、反強16極子から磁気双極子にスイッチすることを示している。

口頭

高圧下における液体AgIのX線異常散乱,2

服部 高典; 辻 和彦*

no journal, , 

これまで、二元系液体の部分構造は、その重要性にもかかわらず、実験的困難から常圧下でさえよくわかっていない。液体中の化学元素の違いを区別した構造、すなわち化学的短距離秩序は、Disorder物質中の構造及びその安定性の起源を考えるうえで重要である。また、液体中の化学結合は、化学的短距離秩序に如実に反映されるため、それを調べることで、液体中の化学結合状態を知ることができる。われわれは、X線異常散乱法を用いることによって、高圧下における合金液体の部分構造の導出を試みた。前回の学会では、共有結合とイオン結合が共存した系である液体AgIへ応用した結果を発表した。今回、さらに高い圧力での測定に成功したので、その結果を紹介し、液体AgI中の化学結合の圧力変化を議論する。

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