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論文

Observation of all-in type tetrahedral displacements in nonmagnetic pyrochlore niobates

鳥越 秀平*; 石本 祐太朗*; 青石 優平*; 村川 寛*; 松村 大樹; 吉井 賢資; 米田 安宏; 西畑 保雄; 樹神 克明; 富安 啓輔*; et al.

Physical Review B, 93(8), p.085109_1 - 085109_5, 2016/02

 被引用回数:4 パーセンタイル:69.89(Materials Science, Multidisciplinary)

We observed all-in type Nb tetrahedral displacement in nonmagnetic pyrochlore niobates A$$_{2}$$Nb$$_{2}$$O$$_{7}$$ (A = Nd$$_{0.5}$$Ca$$_{0.5}$$ and Y$$_{0.5}$$Ca$$_{0.5}$$) through the analysis of the neutron pair distribution function and the extended X-ray absorption function spectroscopy. The all-in type Nb tetrahedral displacement, which has the character of a charge singlet state, is driven by the formation of the bonding orbital. The diffuse scattering in the X-ray diffraction, which has the resonant component in the Nb $$L$$3 edge, indicates that the all-in type Nb tetrahedral displacement has the periodicity with its short-range correlation.

論文

$$^{151}$$Eu-M$"o$ssbauer spectroscopic and X-ray diffraction study of the Eu$$_{2}$$(Ce$$_{1-x}$$Zr$$_{x}$$)$$_{2}$$O$$_{7}$$ and LnEuZr$$_{2}$$O$$_{7}$$(Ln=lanthanide) systems

正木 信行; 中村 彰夫; 古内 史人*; 日夏 幸雄*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.312 - 317, 2005/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:61.03(Chemistry, Multidisciplinary)

欠陥蛍石型構造とパイロクロア構造の関連を調べるために、パイロクロア組成(A$$^{3+}_{2}$$B$$^{4+}_{2}$$O$$_{7}$$)の固溶体2系統(a)Eu$$_{2}$$(Ce$$_{1-x}$$Zr$$_{x}$$)O$$_{7}$$(0$$leq$$x$$leq$$1.0)及び(b)LnEuZr$$_{2}$$O$$_{7}$$(Ln=La, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Y, Er, Tm)を調製し、$$^{151}$$Euメスバウア分光,X線回折を行った。X線回折から、AサイトとBサイトの平均イオン半径比(r$$_{A}$$/r$$_{B}$$)が1.465以下のとき、つまり系(a)では0$$leq$$x$$<$$0.85,系(b)ではLn=Tb-Tmのとき、欠陥蛍石型構造相(DF)が生成し、(r$$_{A}$$/r$$_{B}$$)が1.465以上のとき(系(a)では0.9$$<$$x$$leq$$1,系(b)ではLn=La-Gd)、パイロクロア構造相(P)が生成することが示された。メスバウア分光から得られるEu$$^{3+}$$の異性体シフトは、DF相領域において、両系ともにr$$_{A}$$/r$$_{B}$$の増加に従って減少し、DF-P相の境界(r$$_{A}$$/r$$_{B}$$$$sim$$1.465)で顕著に低下し、P相領域においてもr$$_{A}$$/r$$_{B}$$の増加に従って減少した。Eu$$^{3+}$$まわりの酸素配位の歪みを示す4極分子分裂の大きさもP相領域で明らかに増加した。

論文

Structural properties of the fluorite- and pyrochlore-type compounds in the Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$-ZrO$$_{2}$$ system xGdO$$_{1.5}$$-(1-x)ZrO$$_{2}$$ with 0.18 $$leq$$ x $$leq$$ 0.62

Wang, J.*; 中村 彰夫; 竹田 満洲夫*

Solid State Ionics, 164(3-4), p.185 - 191, 2003/11

 被引用回数:32 パーセンタイル:20.98(Chemistry, Physical)

ガドリニアージルコニア系(xGdO$$_{1.5}$$-(1-x)ZrO$$_{2}$$: x=0.18-0.62)の構造を155Gdメスバウア分光法と粉末X線回折により調べた。この結果、x=0.18-0.50の組成域では、螢石型及びパイロクロア型化合物の両相で、Gdイオンの周りの局所構造(局所的な酸素配置)は似通っていることがわかった。他方、x=0.50-0.62の組成域では、これらは少し違ってくる。48f-サイトにある6個の酸素イオンの螢石型構造の理想位置からの変位(ずれ)は、x=0.18-0.50で大きくなり、x=0.50-0.62でわずかに小さくなる。つまり、酸素変位は、定比パイロクロア相Gd$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$(x=0.5)で最も大きくなる。

論文

Phase relations between a fluorite and a pyrochlore structure in the system of actinides and zirconium oxides

山下 利之; 蔵本 賢一; 中田 正美; 山崎 哲*; 佐藤 剛*; 松井 恒雄*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.585 - 591, 2002/11

蛍石型やパイロクロア型構造の立方晶ZrO$$_{2}$$化合物は、化学的物理的安定性が高いうえにアクチノイドを自格子中に閉じ込めることができるため、不活性マトリクス燃料や放射性廃棄物体への応用面で注目されている。これらの構造を持つ化合物では、酸素空孔の配列が重要な役割を果たす。アクチノイド酸化物-ZrO$$_{2}$$固溶体で蛍石型構造を持つ相は安定化ジルコニアと呼ばれ、すべての陽イオン,酸素イオン,酸素空孔はランダムに分布する。一方、パイロクロア構造相においては、酸素空孔の規則配列化が生ずる。本報では、アクチノイド酸化物-ZrO$$_{2}$$系に関する格子定数や相関係をレビューし、アクチノイドの原子価やイオン半径,酸素空孔配列をもとに格子定数変化やパイロクロア構造層の出現を考察する。また、最近得られた蛍石型($$^{237}$$Np, Zr)O$$_{2-x}$$固溶体のメスバウア分光結果も考慮する。

論文

X-ray diffraction and $$^{151}$$Eu-M$"o$ssbauer spectroscopic study of the Hf$$_{1-x}$$Eu$$_{x}$$O($$_{2-x/2}$$)(0$$leq$$x$$leq$$1.0) system

原田 大実*; 日夏 幸雄*; 正木 信行; 中村 彰夫

Journal of the American Ceramic Society, 85(3), p.647 - 652, 2002/03

1500~1550$$^{circ}C$$空気中で作成されたハフニア-ユウロピア固溶体酸化物Eu$$_{x}$$Hf$$_{1-x}$$O$$_{(2-x/2)}$$系を粉末X線及び$$^{151}$$Eu-メスバウア分光を用いて研究した。X線の結果は0.20$$leq$$x$$leq$$0.725の広い組成域でフルオライト(螢石)型の固溶体が生成することを示した。この固溶体相はx=0.50近傍(0.45$$leq$$x$$leq$$0.575)ではパイロクロア型の長距離秩序構造を、またこの両側の0.20$$leq$$x$$leq$$0.40,0.60$$leq$$x$$leq$$0.725では無秩序欠陥螢石構造を取ることがわかった。3価ユウロピウム(Eu$$^{3+}$$)のメスバウアスペクトルのアイソマーシフト(IS)の値は、パイロクロア相の生成するx~0.5付近で顕著な極小値を取ることが明らかになった。この結果は、従来から言われているEu-Oボンド結合長とISとの相関関係に照らして、パイロクロア相が最長のEu-Oボンド長を持っていることを示唆する。X線構造解析から得られるこれら固溶体相のEu-Oボンド長に関するデータは、このEu-メスバウア結果を支持する。

論文

Thermal expansion and solubility limits of plutonium-doped lanthanum zirconates

山崎 哲*; 山下 利之; 松井 恒雄*; 長崎 正雅*

Journal of Nuclear Materials, 294(1-2), p.183 - 187, 2001/04

 被引用回数:36 パーセンタイル:7.77(Materials Science, Multidisciplinary)

パイロクロア型構造のLa$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$にPuO$$_{2}$$を添加した試料を、空気中、真空中及び水素中1773Kで合成し、X線回折法によりLa$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$相中へのPuO$$_{2}$$の固溶限を調べるとともに、得られた単相試料について室温から1273Kまでの熱膨張を空気中及び水素中で高温X線回折法により測定した。パイロクロア構造のLa$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$相中へのPuO$$_{2}$$の固溶限、空気中、真空中及び水蒸気流中で調製した試料に対し、それぞれ、10%,35%,100%であった。(La$$_{1-x}$$Pu$$_{x}$$)Zr$$_{2}$$O$$_{7+y}$$(x=0,0.05,0.10,0.8)固溶体相の熱膨張係数は空気及び水素中いずれの場合においても、Pu量の増加とともに増加した。Pu$$_{3+}$$とPu$$_{4+}$$イオン半径はLa$$^{3+}$$イオン半径よりも小さいため、この結果は、Ln$$_{2}$$M$$_{2}$$O$$_{7}$$(Ln=La-Gd,M=Zr,Hf)の熱膨張係数は希土類元素のイオン半径の減少とともに増加するという以前の知見と一致する。

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