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論文

Anisotropic electrical conductivity changes in FeTiO$$_3$$ structure transition under high pressure

山中 高光*; 中本 有紀*; 坂田 雅文*; 清水 克哉*; 服部 高典

Physics and Chemistry of Minerals, 51(1), p.4_1 - 4_10, 2024/02

https://doi.org/10.1007/s00269-023-01261-6
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

FeTiO$$_3$$イルメナイトの中性子及び放射光X線回折と電気伝導度測定を高圧下で行った。イルメナイトの構造は28GPaまで保持された。構造解析の結果、8GPa以下ではFeO$$_6$$は圧縮され、TiO$$_6$$はほとんど圧縮されないことが分かった。抵抗率は、金属イオン対の中で原子間距離が最も短いFe-Ti方向で最も小さかった。c軸に垂直な方向の抵抗率は圧力とともに単調減少するが、c軸に沿った抵抗率は圧力とともに山なりとなった。最大エントロピー解析の結果、Fe$$^{2+}$$(3$$d^6$$)の電子配置はTi$$^{4+}$$(3$$d^0$$)よりも圧縮下で大きく変化することがわかった。異方的な電気伝導度とFe-Ti原子間距離の非一様な圧縮は、Feイオンの高スピン状態から中間スピン状態へのスピン転移によって説明できるかもしれない。

論文

Magnetic and structure transition of Mn$$_{3-x}$$Fe$$_x$$O$$_4$$ solid solutions under high-pressure and high-temperature conditions

山中 高光*; 平尾 直久*; 中本 有紀*; 三河内 岳*; 服部 高典; 小松 一生*; Mao, H.-K.*

Physics and Chemistry of Minerals, 49(10), p.41_1 - 41_14, 2022/10

https://doi.org/10.1007/s00269-022-01215-4
 被引用回数：1 パーセンタイル：7.95(Materials Science, Multidisciplinary)

Mn$$_{3-x}$$Fe$$_x$$O$$_4$$固溶体の磁性と結晶構造を高温高圧下で中性子回折と放射光メスバウアー分光によって調べた。Mn$$_2$$FeO$$_4$$スピネルのフェリ磁性-常磁性転移は100$$^circ$$C、正方晶-立方晶転移は180$$^circ$$Cで起こり、これら2つの転移は直接関連していないことが分かった。構造相転移の転移温度は圧力とともに減少する。メスバウアー分光と中性子回折から、四面体サイトでのFe$$^{2+}$$の占有率が圧力とともに増加することがわかり、Mn$$_2$$FeO$$_4$$相は逆スピネルに近づくことが示唆された。磁気構造解析により、MnFe$$_2$$O$$_4$$とMn$$_2$$FeO$$_4$$の常磁性とフェリ磁性の構造を明らかにした。これらのスピネルはそれぞれ18.4GPaと14.0GPaで斜方高圧相に変化し、Mn含有量の増加とともに転移圧力が低下することがわかった。

論文

Multi-methodical study of the Ti, Fe$$^{2+}$$ and Fe$$^{3+}$$ distribution in chevkinite-subgroup minerals; X-ray diffraction, neutron diffraction, $$^{57}$$Fe M$"o$ssbauer spectroscopy and electron-microprobe analyses

永嶌 真理子*; Armbruster, T.*; 赤坂 正秀*; 佐野 亜沙美; 浜根 大輔*; Malsy, A.*; 今岡 照喜*; 中島 和夫*

Physics and Chemistry of Minerals, 47(6), p.29_1 - 29_18, 2020/06

https://doi.org/10.1007/s00269-020-01096-5
 被引用回数：4 パーセンタイル：17.17(Materials Science, Multidisciplinary)

足摺岬(日本), タンギールバレー(パキスタン), ディアマル地区(パキスタン), スカルドゥ地区(パキスタン)の3つの非メタミックチェブキナイト亜族鉱物を結晶化学的手法により研究した。粉末X線回折及び透過電子顕微鏡観察の結果、結晶性の良い試料であることが確認された。また、電子顕微鏡分析の結果、チェブキナイト-(Ce)として一般的に知られている組成であることが確認された。単結晶X線構造の精密化により決定されたサイト散乱値から、八面体のM3とM4に従属Nbが、Ashizuri試料ではM1に従属Thが、パキスタン産の両試料ではM1に従属Mgが割り当てられていることが示唆された。中性子飛行時間粉末回折法を用いて、全試料の八面体サイト間のTi/Fe分布を決定し、メスバウアー分光法を用いて四つの八面体サイトの鉄価数を決定した。ハラモッシュ試料のM1の鉄価数は鉄が支配的であるのに対し、足摺岬とタンギールバレーの試料では鉄が支配的であった。

論文

Crystal structure change of katoite, Ca$$_{3}$$Al$$_{2}$$(O$$_{4}$$D$$_{4}$$)$$_{3}$$, with temperature at high pressure

興野 純*; 加藤 正人*; 佐野 亜沙美; 町田 真一*; 服部 高典

Physics and Chemistry of Minerals, 46(5), p.459 - 469, 2019/05

https://doi.org/10.1007/s00269-018-1016-4
 被引用回数：4 パーセンタイル：16.70(Materials Science, Multidisciplinary)

加藤ザクロ石の高圧下で高温分解メカニズムを明らかにするために8GPaにおける高温中性子回折実験を行った。200-400$$^circ$$Cの温度域で異常な熱膨張が観測されたものの、約850$$^circ$$Cまで連続的に膨張した。その後、900$$^circ$$Cでザクロ石は分解した。これは分解温度が圧力により300$$^circ$$Cから900$$^circ$$Cへと上昇することを示している。常温常圧に戻すと、脱水後は消失していた加藤ザクロ石がAl$$_{2}$$O$$_{3}$$、Ca(OD)$$_{2}$$とともに、再び現れた。構造解析の結果、8GPaにおいて、850$$^circ$$Cまでの昇温でCaO$$_{8}$$及びAlO$$_{6}$$多面体がそれぞれ8% and 13%膨張するのに対し、四面体空隙はその影響を受け10%縮むことが分かった。同時に、隣接するD-D距離は一定なのに対し、O-D距離は分解直前に劇的に減少する。このことは、D-D間反発により生じたO-D距離の減少が、O-D結合を不安定化させ、加藤ザクロ石の高温分解を引き起こすことを示している。

論文

Hydrogen sites in the dense hydrous magnesian silicate phase E; A Pulsed neutron powder diffraction study

富岡 尚敬*; 奥地 拓生*; Purevjav, N.*; 阿部 淳*; Harjo, S.

Physics and Chemistry of Minerals, 43(4), p.267 - 275, 2016/04

https://doi.org/10.1007/s00269-015-0791-4
 被引用回数：9 パーセンタイル：29.16(Materials Science, Multidisciplinary)

Hydrogen site positions and occupancy in the crystal structure of dense hydrous magnesium silicate (DHMS) phase E were determined for the first time by pulsed neutron powder diffraction. A fully deuterated pure phase E powder sample, which had space group $$R$$$$overline{3}$$m and lattice parameters of $$a$$ = 2.97065(8) ${AA}$ and $$c$$ = 13.9033(4) ${AA}$, was synthesized at 15 GPa and 1100$$^{circ}$$C. Through quantitative evaluation of refined structure parameters obtained with sufficient spatial resolution and very high signal-to-background ratio, we conclude that the O-D dipoles in the refined phase E structure are tilted by 24$$^{circ}$$ from the direction normal to the layers of edge-shared MgO$$_{6}$$ octahedra (octahedral layers). The tilted dipole structure of phase E is in remarkable contrast to that of brucite, Mg(OH)$$_{2}$$, which has dipoles exactly normal to the octahedral layer.

論文

Observation of pressure-induced phase transition of $$delta$$-AlOOH by using single-crystal synchrotron X-ray diffraction method

栗林 貴弘*; 佐野 亜沙美; 長瀬 敏郎*

Physics and Chemistry of Minerals, 41(4), p.303 - 312, 2014/04

https://doi.org/10.1007/s00269-013-0649-6
 被引用回数：46 パーセンタイル：80.09(Materials Science, Multidisciplinary)

$$delta$$-AlOOHにおける圧力誘起相転移が6.1-8.2GPaで起きることが単結晶X線実験により確認された。相転移は可逆で高圧相は回収不能である。8.2GPaにおけるX線の強度の解析では0kl反射においてk+lが奇数の回折線が観測されず、高圧相の空間群は消滅則から${it Pnnm}$ or ${it Pnn}$2に絞られ、構造解析から${it Pnnm}$のモデルが最もよく観測データをフィットすることが確認された。8.2GPaにおける高圧相の水素結合を含む酸素-酸素間距離は2.439(6)${AA}$と求められ過去の理論計算により対称化が起きるとされている酸素間距離2.366${AA}$よりも短い。今回観測された高圧相の水素結合は対称化しておらず、ディスオーダーしているものと考えられる。

論文

Compression behaviors of distorted rutile-type hydrous phases, MOOH (M = Ga, In, Cr) and CrOOD

佐野 亜沙美; 八木 健彦*; 岡田 卓*; 後藤 弘匡*; 亀掛川 卓美*

Physics and Chemistry of Minerals, 39(5), p.375 - 383, 2012/05

https://doi.org/10.1007/s00269-012-0487-y
 被引用回数：22 パーセンタイル：55.43(Materials Science, Multidisciplinary)

歪んだルチル型構造をとる含水相$$beta$$-GaOOH, InOOH, $$beta$$-CrOOH, $$beta$$-CrOODについて高圧下におけるX線回折実験を行った。$$beta$$-GaOOH, InOOHでは15GPa, $$beta$$-CrOODでは4GPaで高圧下で軸比の圧力応答に変化が見られ、水素結合のあるa軸及びb軸が圧縮されにくくなることが明らかになった。圧縮挙動の変化が起きる圧力は、水素結合を含む酸素-酸素間距離が長いほど、高圧になる傾向が見られた。一方で常圧下において非常に強い水素結合を持つ$$beta$$-CrOOHではそのような変化は見られなかった。これらの挙動は以前$$delta$$-AlOOH(D)で報告された、水素結合の対称化に伴う圧縮挙動の変化に対応していると考えられる。

論文

Pressure responses of portlandite and H-D isotope effects on pressure-induced phase transitions

飯塚 理子*; 鍵 裕之*; 小松 一生*; 牛嶋 大地*; 中野 智志*; 佐野 亜沙美; 永井 隆哉*; 八木 健彦*

Physics and Chemistry of Minerals, 38(10), p.777 - 785, 2011/12

https://doi.org/10.1007/s00269-011-0450-3
 被引用回数：11 パーセンタイル：34.39(Materials Science, Multidisciplinary)

含水鉱物ポートランダイト(Ca(OH)$$_{2}$$)の高圧下におけるラマンスペクトル,IRスペクトル及びX線回折実験を行った。ラマンスペクトル,IRスペクトルの測定では、Ca(OH)$$_{2}$$では高圧相への相転移がCa(OD)$$_{2}$$よりも低圧でおき、相転移圧力には同位体による違いがあった。X線回折実験では高圧相が28.5GPaまで安定に存在し、以前報告のあったアモルファス化は静水圧条件下では見られないことが明らかになった。

論文

Kinetics of the graphite-diamond transformation in aqueous fluid determined by in-situ X-ray diffractions at high pressures and temperatures

岡田 卓; 内海 渉; 金子 洋*; Turkevich, V.*; 浜谷 望; 下村 理*

Physics and Chemistry of Minerals, 31(4), p.261 - 268, 2004/05

https://doi.org/10.1007/s00269-004-0386-y
 被引用回数：12 パーセンタイル：42.61(Materials Science, Multidisciplinary)

MgOを含む水を触媒とした黒鉛からダイヤモンドへの変換過を6.6-8.9GPa, 1400-1850$$^{circ}$$Cの高温高圧条件下で、放射光を用いた時間分割X線回折の手法によりその場観察した。ダイヤモンドへの変換率の時間依存性が種々の条件下で決定され、それらがJMAK式により解析された。

論文

In situ X-ray observations of the decomposition of brucite and the graphite-diamond conversion in aqueous fluid at high pressure and temperature

岡田 卓; 内海 渉; 金子 洋*; 山片 正明*; 下村 理

Physics and Chemistry of Minerals, 29(7), p.439 - 445, 2002/08

https://doi.org/10.1007/s00269-002-0254-6
 被引用回数：18 パーセンタイル：54.42(Materials Science, Multidisciplinary)

本研究では、マントル流体相候補物質を触媒として用いたダイヤモンド生成過程の高温高圧その場直接観察実験技術をはじめて確立した。ブルーサイト(Mg(OH)$$_{2}$$)と黒鉛を出発物質として、その場放射光X線回折実験を行った。3.6GPa・1050$$^{circ}C$$においてブルーサイトはペリクレース(MgO)とH$$_{2}$$Oに分解したが、6.2GPa・1150$$^{circ}C$$においてはブルーサイト分解後にペリクレースは生成されなかった。これはH$$_{2}$$O中のMgO成分溶解量が圧力増加とともに増大していることを示す。H$$_{2}$$O流体相中での黒鉛-ダイヤモンド変換は、7.7GPa・1835$$^{circ}C$$において観察された。さらに、この変換過程のX線回折プロファイル時間依存データが得られた。

論文

Thermoelastic properties of the high-pressure phase of SnO$$_{2}$$ determined by in situ X-ray observations up to 30GPa and 1400K

小野 重明*; 伊藤 英司*; 桂 智男*; 米田 明*; Walter, M.*; 浦川 啓*; 内海 渉; 舟越 賢一*

Physics and Chemistry of Minerals, 27(9), p.618 - 622, 2000/11

https://doi.org/10.1007/s002690000108
 被引用回数：45 パーセンタイル：79.73(Materials Science, Multidisciplinary)

放射光ビームライン設置のマルチアンビル装置と焼結ダイヤモンドアンビルを用いて酸化スズのX線その場X線回折実験を4-29GPa,300-1400Kの圧力温度領域で行った。斜方晶構造が立方晶構造へ18GPaで転移し、その体積弾性率がK=252GPa,25GPaにおける熱膨張率が1.7$$times$$10E-5と求まった。

論文

Determination of the phase boundary between ilmenite and perovskite in MgSiO$$_{3}$$ by in situ X-ray diffraction and quench experiments

黒田 幸治*; 入舩 徹男*; 井上 徹*; 西山 宣正*; 宮下 穣*; 舟越 賢一*; 内海 渉

Physics and Chemistry of Minerals, 27(8), p.523 - 532, 2000/09

https://doi.org/10.1007/s002690000096
 被引用回数：41 パーセンタイル：77.58(Materials Science, Multidisciplinary)

放射光によるその場X線回折と急冷回収法の両者を用いて、MgSiO$$_{3}$$のイルメナイト-ペロフスカイト相転移境界を決定した。境界は、1200$$^{circ}C$$から1800$$^{circ}C$$のあいだで、P(GPa)=25.0-0.003T(C)と求まった。これは、Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$におけるポストスピネル境界にくらべて、0.5GPa程度低圧側にある。

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

https://doi.org/10.1007/s002699900065
 被引用回数：4 パーセンタイル：21.20(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

Synchrotron radiation study on the high-pressure and high-temperature phase relations of KAlSi$$_{3}$$O$$_{8}$$

浦川 啓*; 近藤 忠*; 井川 直樹; 下村 理*; 大野 英雄

Physics and Chemistry of Minerals, 21, p.387 - 391, 1994/00

放射光を用いて、高温高圧下におけるKAlSi$$_{3}$$O$$_{8}$$の相関係を研究した。実験は高エネ研のBL-14Cに設置されている高圧装置MAX90を用いて行った。カリ長石(KAlSi$$_{3}$$O$$_{8}$$)と、ウェーデアイト型K$$_{2}$$Si$$_{4}$$O$$_{9}$$+カイアナイト(Al$$_{2}$$SiO$$_{5}$$)とコーサイト(SiO$$_{2}$$)混合物とホランダイト型KAlSi$$_{3}$$O$$_{8}$$の相関係を融点も含めて11GPaまでの条件で決定した。その結果は八木と赤荻によって報告されたデータときわめてよい一致を示した。また、カリ長石が3相に分解することにより融点が下がることが発見された。ホランダイト型KAlSi$$_{3}$$O$$_{8}$$でも融点は1800$$^{circ}$$C程度であり、主要マントル鉱物に比べかなり低いことがわかった。

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