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論文

Sedimentation of substitutional solute atoms in condensed matter; New type of diffusion

真下 茂

Defect and Diffusion Forum, 237-240(1), p.30 - 37, 2005/00

100万Gレベルの超重力場下では凝縮物質中で原子の沈降や非平衡な結晶化学状態が期待できる。しかしながら、生化学分野で分子や高分子の沈降が使われていながら、超重力場下の物質研究は未踏の分野として残っている。われわれは100万Gレベルの重力場を高温で発生できる装置を開発し、Bi-Sb, In-Pb, Bi-PB系などの合金系や金属間化合物で置換型溶質原子の沈降を世界ではじめて実現した。Bi-Sb系では沈降の拡散係数は化学ポテンシャルによる拡散係数に比べて20倍以上大きく見積もられた。そのメカニズムはまだ不明であるが、この凝縮物質中の置換型溶質原子の沈降は新しいタイプの拡散に位置付ることができる。本論文では超重力場下の原子の沈降の研究の最近の発展をレビューし、拡散メカニズムと応用を議論した。

論文

Effects of ultrastrong gravitational field on the crystalline state of a Bi-Sb alloy

Huang, X.*; 真下 茂; 小野 正雄; 冨田 健; 沢井 友次; 長壁 豊隆; 毛利 信男*

Journal of Applied Physics, 96(3), p.1336 - 1340, 2004/08

https://doi.org/10.1063/1.1763236
 被引用回数：11 パーセンタイル：42.77(Physics, Applied)

本研究では、超重力場下の結晶状態の変化を調べるために、Bi$$_{70}$$Sb$$_{30}$$合金とBi単体について固相状態の温度で100万Gレベルの超重力場実験を行った。191-205$$^{circ}$$Cで超重力場処理後の試料は組成の変化が見られなかったが、結晶粒径が数mmから数10$$mu$$mまで微細化された。同じ条件で処理したBi単体試料は結晶粒径が変化しなかった。220-240$$^{circ}$$Cで処理後の試料は二つの領域を示している。弱い重力場領域では、結晶が数10$$mu$$mまで微細化されたが、強い重力場領域では、原子の沈降による組成変化が起きたほか、結晶が重力方向に沿って成長し、その長さが数mm程度に達している。成長した結晶はかなり歪んでおり、その歪みが重力の強い方向に沿って増大していること、また、六方晶のc軸が重力方向にほぼ平行になっていることがわかった。この特殊な結晶状態の形成は原子の沈降によるものと考えられる。

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