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Ga
N and InN crystals under high pressures齋藤 寛之; 内海 渉; 金子 洋*; 青木 勝敏
Proceedings of Joint 20th AIRAPT - 43rd EHPRG International Conference on High Pressure Science and Technology (CD-ROM), 4 Pages, 2005/06
著者らはオプトエレクトロニクス及びパワーデバイスにおけるキーマテリアルであるIII族窒化物半導体材料の高温高圧合成を、放射光その場観察と組合せて行ってきた。AlN及びGaNの混合粉末が6.0GPa, 800
Cの条件下で固相反応することを見いだし、AlGaN(0
x1)の多結晶焼結体を作製した。またAl
Ga
N試料が2400C, 6.5GPaで融解することを見いだし、その単結晶を融液徐冷により作製した。InNの高温高圧状態図を放射光その場観察から決定し、19GPa, 1900CでInNが融解することを確認した。
大村 彩子; 町田 晃彦; 綿貫 徹; 青木 勝敏; 中野 智志*; 竹村 謙一*
Proceedings of Joint 20th AIRAPT - 43rd EHPRG International Conference on High Pressure Science and Technology (CD-ROM), 3 Pages, 2005/06
イットリウム(Y)の水素化物は、金属格子中の水素数によって多彩な物性を示す。この物質では、2つの絶縁体と金属間の転移がある。まず、一つめが金属でfcc構造の2水素化物から絶縁体でhcp構造の3水素化物への転移である。この金属-絶縁体転移に関して理論研究がされており、バンドギャップの形成は金属のd軌道と水素のs軌道の混成によるとの推測がある。もう一方は、絶縁体の3水素化物で見いだした圧力誘起金属化である。Yの3水素化物における金属化もまた、理論計算からおよそ15%の体積減少で生じることが推測されていた。われわれは高圧力下で合成した試料を用いて赤外分光測定を行い、3水素化物の絶縁体-金属転移を圧力23GPaで初めて見いだした。Yの3水素化物が圧力10GPaから20GPaの領域でhcp構造からfcc構造へ変化することが知られている。金属化した23GPaは既にfcc構造への転移が完了しているために、この圧力誘起金属化は構造変化を伴わない電子転移的な変化の可能性が考えられる。
内海 渉; 齋藤 寛之; 金子 洋*; 桐山 幸治*; 青木 勝敏
Proceedings of Joint 20th AIRAPT - 43rd EHPRG International Conference on High Pressure Science and Technology (CD-ROM), 5 Pages, 2005/06
高圧下においてその融液を徐冷することによって、GaN単結晶を合成することに成功した。その場X線観察によって、6万気圧以上の圧力下ではGaNの高温での分解が抑制され、一致溶融液体を得られることが初めて確認された。この知見に基づき、キュービックアンビル型高圧装置を用いて、6.5万気圧,2400Cから温度を下げることによってGaN単結晶が得られた。この結晶はロッキングカーブ半値幅が30秒以下であり、転位密度が小さいことを示唆している。
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600C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。
山片 正明*; 水谷 剛; 内海 渉; 片山 芳則; 下村 理
Science and Technology of High Pressure (Proceedings of AIRAPT-17), p.1109 - 1112, 2000/00
DIA型の180トンキュービックアンビルプレスがSPring-8ビームラインに設置された。このプレスは、放射光を用いて、エネルギー分散ならびに角度分散法による回折実験、及びXAFS実験が行えるように設計されたものである。特に角度分散実験において必須となる放射型スリットのパフォーマンスについて発表する。
江藤 徹二郎*; 遠藤 将一*; 今井 基晴*; 片山 芳則; 亀掛川 卓美*
Science and Technology of High Pressure (Proceedings of AIRAPT-17), p.487 - 490, 2000/00
放射光とイメージングプレートを用いた角度分散X線回折その場観察によって、B1構造から菱面体晶系に歪んだNiOの格子定数に対する圧力効果を調べ、最近の局所スピン密度近似を使った密度汎関数による理論計算と比較した。六方晶系格子で表した格子定数
と
は圧力の増加とともに単調に減少した。軸比
も加圧によって単調に減少しており、これは、菱面体歪みが強くなることを示している。理論計算によって示唆されていた60GPa以上でのの大きな変化は観測されなかった。
水谷 剛; 片山 芳則; 内海 渉; 舟越 賢一*; 山片 正明*; 下村 理
Science and Technology of High Pressure (Proceedings of AIRAPT-17), p.525 - 528, 2000/00
SPring-8,BL04B1の最大荷重1500トン及びBL14B1の最大荷重180トンの2つのマルチアンビル型高圧発生装置を使用し、高圧下での液体リンの構造変化についての実験的研究を、X線回折法により初めて行った。その結果、結晶で斜方晶である圧力域でリンを融かすと、約1GPaの融点極大を境に低圧側に分子性液体,高圧側にポリマー状液体が存在することを確認した。分子性液体からポリマー状液体への転移の間(逆も)、これら2つの液体は共存し中間状態がなく、非常に急激な転移であることから、これは一次相転移と考えられる。この相境界は非常に鋭く立ち上がっており、負の傾きを持っていることが明らかになった。さらに融解曲線は融点極大で折れ曲がり、低圧側,高圧側ともに直線的で、溶融曲線と相境界の3重点も確認した。また、結晶で菱面体晶である圧力域での実験も行っているので、それらの結果と合わせて液体リンの圧力による構造変化を系統的に議論する。
毛利 友紀*; 加藤 小百合*; 森 博子*; 片山 芳則; 辻 和彦*
Review of High Pressure Science and Technology, 7, p.353 - 355, 1998/03
GaSb,AlSb,GaAs,GaP,InAs,ZnSe及びCdTeの相転移の温度依存性を、30GPaまでの高圧力下,90-300Kの温度範囲で、X線回折測定により調べた。相転移は圧力-温度相図中の経路に依存する。減圧後の回収試料の構造は結合のイオン性に依存する。イオン性の小さい場合はアモルファスになり、イオン性の大きい場合は安定な閃亜鉛鉱型構造、イオン性が中程度の場合は微結晶になる。これらの結果を配位座標モデルを用いて議論する。
戸田 直博*; 片山 芳則; 辻 和彦*
Review of High Pressure Science and Technology, 7, p.647 - 649, 1998/03
蒸着で作成したアモルファス(a-)Ge,-Ge-Cu合金,a-Ge-Al合金の電気伝導度
を圧力
を8GPaまで、温度
を77-300Kの範囲で測定した。低温でのの温度依存性は、Mottの可変範囲ホッピング伝導モデルよりは、弱い電子格子カップリングのある場合のマルチフォノン・トンネリング遷移過程モデルによく一致した。圧力の増加に伴い、べき乗則の指数
が変化した。a-GeCuとa-GeAlのどちらの合金においても、d(ln )/dは、低圧域では正の値,高圧域では負の値を示した。これらの結果をいくつかのホッピング伝導モデルの立場から議論する。
森本 吉紀*; 加藤 小百合*; 戸田 直博*; 片山 芳則; 辻 和彦*; 矢尾板 憲一*; 下村 理
Review of High Pressure Science and Technology, 7, p.245 - 247, 1998/03
液体Rbと液体NaのX線回折を、6GPaの圧力下まで放射光を用いて測定した。電子構造の変化が構造に及ぼす影響を調べるため、液体Rbでは体積比
が0.52まで、液体Naでは
=0.73までの範囲で、静的構造因子
と2体分布関数
を求めた。圧力の増加に伴い、液体Rbと液体Naのどちらにおいても、のピークの一が高い
の側にシフトし、第一ピークの高さは増加した。これらの構造データの体積依存性を他の金属や膨張した流体のものと比較する。
片山 芳則; 服部 修平*; 森本 吉紀*; 戸田 直博*; 森 博子*; 小林 智樹*; 辻 和彦*
Review of High Pressure Science and Technology, 7, p.251 - 253, 1998/00
結晶テルルはらせん鎖が基本単位である。鎖内で各原子は2配位共有結合でつながり、その結合長は2.835Aである。第2近接原子は隣接鎖上にあり、その距離は3.495Aである。この値はファンデアワールス半径の2倍、4.4Aよりもずっと小さく、鎖間に比較的強い結合があることを示唆している。鎖内及び鎖間の結合の圧力変化を調べるために、高温高圧でのテルルK吸収端のEXAFS測定を行った。実験は高エネルギー物理学研究所、放射光実験施設、BL14Aステーションで、パリ-エディンバラ型プレスを用いて行い、2.4GPa、550Cまでの測定に成功した。解析の結果から求められた第1及び第2近接原子間距離の圧力変化は過去のX線回折実験の結果とよく一致した。平均二乗変化は第1、第2近接原子とも圧力とともに同様に減少した。これは同じ構造を持つセレンとは異なるのでこの理由について議論する。
内海 渉; 舟越 賢一*; 浦川 啓*; 山片 正明*; 辻 和彦*; 小西 啓之; 下村 理
Review of High Pressure Science and Technology, 7, p.1484 - 1486, 1998/00
SPring-8は平成9年10月に共用開始される。2本の偏向電磁石ビームラインが、マルチアンビルを用いた高圧研究のために現在建設中である。共用ビームラインの1つであるBL04B1ビームラインにおいては、1500トンの荷重がかけられるプレスが設置され、主として6-8型の加圧のよる実験が行われる。もう1本は原研ビームラインであるところのBL14B1で、こちらには小型の180ton DIAプレスが設置される予定である。2本のビームライン、設置予定の高圧装置について報告する。
formed under Quasi-hydrostatic compression of cristobalite山片 正明*; 八木 健彦*
Review of High Pressure Science and Technology, 7, p.107 - 109, 1998/00
すべての物質は、10万気圧において、固体へと相転移する。したがって、それ以上の圧力下において、完全な静水圧を発生することは、不可能である。本研究では、高圧実験において、圧力の性質ともいえる静水圧性の、鉱物結晶へ与える影響を明らかにした。実験は、さまざまな静水圧性の下で試料を加圧し、放射光の強力なX線を用いて、高圧X線その場観察により行った。出発物質は、代表的な鉱物であるSiOの多形の一つである、クリストバライトを用いた。極めて静水圧に近い条件下で、試料を加圧していったところ、クリストバライトは、これまで報告されていない、新しい高圧相へと相転移した。一方、非常に静水圧性の悪い条件下で加圧した場合、上記の高圧相とは異なる結晶構造へ相転移した。これらの研究から、静水圧性が、高圧相の結晶構造を決定する重要な熱力学的パラメーターであることがわかった。
