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服部 高典; 佐野 亜沙美; 塩家 正広; 山田 明寛*; 有馬 寛*; 井上 徹*; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳*; 小松 一生*; 鍵 裕之*; et al.
no journal, ,
PLANETは、BL11に建設された世界初の高温高圧専用の中性子分光器である。その最大の特徴は、高温高圧発生に優れたマルチアンビル型高圧発生装置を用いて、約20万気圧2000度にある物質の状態を中性子を用いて調べられる点にある。2008年度から建設が始められ、2012年4月よりビームコミッショニングを行った。本発表ではこれまでに明らかとなった装置の性能を紹介する。PLANETは、さまざまな高圧ユーザーの実験を想定し、結晶のみならず液体の構造解析が行える仕様となっている。分解能を実測した結果、
d/d=0.6%が実現しており、ほぼ設計値(0.5%)に近い性能が出ていることがわかった。また、高圧実験において最も重要なバックグラウンド除去であるが、試料直近に配置されたミニ四象限スリット及びラジアルコリメータを用いて、視野を3mm角に限定することができ、被加圧体の中の試料のみ情報が取得できることを確認した。今後、2012年秋よりProjectメンバーによる使用が始められ、2013年度から一般ユーザーに開放される予定である。
Yagafarov, O.; 片山 芳則; Brazhkin, V. V.*; Lyapin, A. G.*; 齋藤 寛之
no journal, ,
We present an energy dispersive X-ray diffraction study of gallium melt in a wide 
-
range (up to 8.5 GPa, 800 K), combined with the reverse Monte Carlo (RMC) modeling. Analysis of the experimental 
and 
data shows that anisotropic local structure of liquid Ga deviates from that of a simple hard-sphere-like liquid metal structure. Our data suggests a gradual change of gallium melt to simple hard-sphere-like liquid metal at 
15 GPa. Analysis of the RMC modeled atomic configurations supports the view that the liquid gallium structure approaches a simple-liquid-like structure. Analysis of the radial distribution function by a distorted-crystalline model shows that at lower pressures liquid can be described as consisting of two species similar to the solid Ga I and Ga II structures. The fraction of Ga I-like part is about 
at 0.64 GPa, it gradually decreases under pressure to zero at 
GPa.
遠藤 成輝; 齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則
no journal, ,
高温高圧下での材料合成において、試料の状態を放射光その場X線回折(XRD)測定することで、合成条件を詳細に決定することできる。われわれは放射光その場XRD測定を用いて、新規Ti合金水素化物の探索を行っている。研究対象のTi合金としてCsCl型(B2)TiFe合金を選んだ。TiFe合金の高温高圧下における水素化反応を放射光その場XRD測定により調べた。その結果、TiFe合金は高温高圧下水素化反応では、水素固溶体相形成を経て立方晶構造を保持したまま、より高水素濃度の水素化物を形成することがわかった。水素吸蔵によって最大で21%まで体積が膨張した。これは常温常圧で得られる最大水素量の
-TiFeH
(
=1.9)水素化物が示す体積膨張(18%)よりも大きな値であった。
齋藤 寛之; 遠藤 成輝; 町田 晃彦; 片山 芳則; 青木 勝敏
no journal, ,
錯体水素化物であるアラネート系化合物を除くと、Alを主要構成元素とする金属水素化物の報告は少ない。Al基合金はその表面に化学的に安定な酸化膜層を形成するため、この酸化膜が水素化反応を阻害しAl基合金水素化物の探索を困難にしていることが予想される。発表者らは酸化膜を有する純Alを高温高圧下で水素化することに成功している。この手法により新たなAl基合金水素化物の探索を行うことが本研究の目的である。
町田 晃彦; 服部 高典; 本田 充紀*; 佐野 亜沙美; 綿貫 徹; 片山 芳則; 青木 勝敏; 小松 一生*; 大下 英敏*; 大友 季哉*; et al.
no journal, ,
希土類金属2水素化物では水素原子は理想的にはfcc格子を組む金属が作る四面体サイトに位置している。これまでに高圧下放射光X線回折や赤外分光測定によってLaH
が高圧下で水素濃度の高い相と低い相の2相に相分離することを明らかにしてきた。この相分離を起こす前、圧力が低い状態でfcc金属格子がわずかに歪んだ正方格子となることを発見した。正方格子への転移と格子間水素位置との関係を調べるために、J-PARCの物質・生命科学実験施設においてLaDの高圧下中性子回折実験を実施し、高圧下における水素の位置や占有率の変化を調べた。その結果、正方晶の状態では八面体サイトの水素占有率がわずかに増加していることがわかった。正方格子への転移やその後に起こる相分離は四面体サイトから八面体サイトへの水素の格子間移動によるものと考えられる。
立岩 尚之; 芳賀 芳範; 松田 達磨; Fisk, Z.
no journal, ,
これまでピストンシリンダー型/ダイヤモンドアンビル(DAC)型/インデンタ圧力セルの超伝導量子干渉素子磁化測定装置(SQUID磁束計)を用いた高圧下磁化測定への適用が報告された。われわれは初等的な対向アンビル型圧力セル(セラミックアンビルセル)を用いた高圧下磁化測定の手法を考案した。非磁性セラミック複合材料をアンビルとして用い、精度よい測定が可能になった。本発表では、10GPa以上の超高圧発生を目指したテストの結果と、希土類化合物YbCuSi、ウラン系強磁性超伝導物質UGeの結果を報告する。YbCuSiは常圧で常磁性物質であるが、過去、交流磁化率測定などで、強磁性状態が8GPa以上で誘起されるという報告があった。われわれはセラミックアンビルセルを用いた測定を行い、非常に一軸異方性の大きな強磁性状態が実現することを明らかにした。さらにUGeの高圧下常磁性領域における、磁化率の極大とメタ磁性転移についても報告する。
片山 芳則; Yagafarov, O.; 町田 晃彦; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 小松 一生*; 大友 季哉*
no journal, ,
数GPaまでの高圧下でのガラスの中性子回折の可能性をテストするために、大強度陽子加速器施設J-PARCの高強度全散乱装置NOVAを用いて、パリーエジンバラ型高圧装置の中の石英ガラス試料の測定を常温常圧の条件で測定した。試料はレンズの形をしており、直径6mm,厚さ4.4mmである。この試料を二つのタングステンカーバイド製のアンビルとTiZr製のリング状のガスケットが取り囲んでいる。入射中性子ビームはアンビルを通り、散乱ビームはガスケットを通る。測定時間は約20時間である。バナジウムの試料と空のガスケットもリファレンスとして測定された。波数の関数としての強度には明瞭な振動が観測され、ガラスの測定が可能であることが確かめられた。
綿貫 徹; 川名 大地*; 町田 晃彦; 柏本 史郎*; 田中 幸範*; 石政 勉*; 山崎 照夫*; 佐藤 卓*; Tsai, A. P.*
no journal, ,
非整数価数イオンが準周期配列した系は、電荷・スピンの自由度を持っており、価数揺動、あるいは、準周期電荷秩序や電荷ガラス、準周期磁気秩序やスピングラスなどさまざまな新奇な状態の出現が期待される。われわれは、Yb系準結晶に着目して中間価数準周期系の創出及び探索を行っている。最近合成されたAu-Al-Yb準結晶についてはX線吸収分光測定の結果、Ybが2.61価と常圧でも中間価数状態を取っていることを明らかにした。これは、通常環境下で中間価数状態をとる希土類系準結晶として初めての例である。Ybの平均価数は2.61価であるが、局所構造の異なる2種類のサイトにおいて互いに価数が異なる電荷分離が起きており、このうち主要サイトは2.8価程度であることを結論付けた。磁化測定の結果、中間価数を引き起こしているYb 4f電子系が100K以上ではキュリーワイス則に従うような局在的な振舞いをしていることが明らかとなった。また、10K以下の低温では比熱などの測定から非フェルミ液体的な振舞いをすることが明らかとなった。
佐野 亜沙美; 服部 高典; 有馬 寛*; 山田 明寛*; 後藤 弘匡*; 岡田 卓*; 八木 健彦*; 内海 渉
no journal, ,
地球深部の条件に相当する高温・高圧下での中性子回折実験を目指して、J-PARC MLFの超高圧中性子回折装置PLANETには高圧発生装置6軸型マルチアンビルプレス(圧姫)が導入された。6軸形マルチアンビルプレスはフレームに取り付けられた6つの油圧ラムにより中心の試料を加圧する高圧発生装置であり、DIA機に比べて開口角が広いという利点がある。本件では装置の概要及び試運転の結果について報告する。ビームを用いたコミッショニングでは、ラジアルコリメーターやスリット等ビームラインに備えられた危機により、6-6用高温セル内の外径4mm,高さ4mmの粉末試料について、リートベルト解析に耐えうる品質のデータの取得に成功した。当日はその詳細についても発表予定である。