共同研究・競争的資金等の研究課題

• 2010年, 層間化合物の構造研究, 0, 0, 0, 競争的資金
• 基盤研究(C), 2004年 - 2005年, 16560578, デカゴナル準結晶AINiFeにおける可逆的準結晶-結晶相変態, 山本 一樹, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 3300000, 3300000, アルミニウム遷移金属系合金には従来結晶学では許されない5回や10回の対称性を持っ、準結晶と呼ばれる新しい物質群を形成する。その中でデカゴナル(D相)準結晶Al-Ni-Feはリバーシブルに準結晶-結晶相変態をするたいへんめずらしい系であるのではないかと、その仕組みを探るべく、比較・探索をも含めAl-Ni-Fe及びAl-Ni-Coの合金系で試料を作成し、高分解能X線実験でのフェイゾン歪測定を通して相変態を観測した。
  (1)Al-Ni-Fe D相準結晶のフェイゾン歪の入っていない理想的な単結晶を850℃で得ることができた。この準結晶を低温(600℃)熱処理することで、双晶構造を持たない完全にAl_<13>Fe_4近似結晶相へと変態させることができた。これを、高温(850℃)で熱処理したところ、準結晶構造が回復した。さらに低温(700℃)熱処理することでAl_<13>Fe_4結晶相へと再変態した。D相準結晶とAl_<13>Fe_4型近似結晶のリバーシブルな構造の変化が単結晶の形で観測された。ほぼ単一グレインの単結晶のまま構造変化を起こしており、構造上の方位性は、構造変化後も保たれている。
  (2)5fや5f_と分類されるCo-rich Al-Ni-Co D相準結晶組成領域において、いくつかのタイプの単結晶を育成することができた。1000℃でCoが最も多い領域では理想D相準結晶、それ以外の組成で900℃以上では一次元準結晶、さらに微細なリニアフェイゾンが入った擬一次元準結晶、800℃ではランダムフェイゾン入り準結晶を単結晶高分解能X線実験から見出し、この領域におけるフェイゾン歪の組成・温度依存性を確定した。微細なリニアフェイゾン歪が入った擬一次元準結晶を発見したことで、理想準結晶から一次元準結晶を通じての近似結晶にいたる構造の連続変化がより詳細に明らかとなった。, kaken

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• 特定領域研究(A), 1999年 - 1999年, 11123225, 準結晶-結晶相変態メカニズムの研究-, 松尾 欣枝; 山本 一樹, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 1500000, 1500000, 準結晶の構造や安定性を議論する上で、準結晶-準結晶相変態や準結晶-近似結晶相変態のメカニズムを調べることは重要である。特に準結晶特有のフェイゾン歪と相変態との関係を明らかにする必要がある。多くの準結晶には実際ランダムフェイゾンやリニアフェイゾンが含まれており、理想的な準結晶からずれている。とくに後者は、構造的に近似結晶と密接な関係がある。そこで、我々は、種々の準結晶について単準結晶を作製し、フェイゾン歪の検出を行った。AlCuFe系I相準結晶は、X線回析実験により、5回軸上のピークのみが顕著にピークシフトのQ⊥依存性を示すことから、5回軸に沿ったリニアフェイゾンの存在が明らかになった。これはI_hからD_<5d>への対称性の変化であり、シフト量の大きさから、I相準結晶からP2相への変態であることが明らかになった。この結果は1999年10月ドイツで開かれた第七回準結晶国際会議において報告し、注目された。それが、別添論文(1)である。 A1NiCo 系D相準結晶には組成と温度の違いにより、種々の形態の相の存在が報告されている。これらの相の安定性と相変態のメカニズムを調べる目的で、フェイゾン歪の種類、及び、その温度、組成依存性についてX線回析及び高分解能電子顕微鏡を用いて研究した。その結果、組成A1_<70>Ni_<10>Co_<20>の低温相bCoから高温相S1への相変態には、ランダムフェイゾンが関係し、組成A1_<72.7>Ni_<8.5>Co_<18.8>の低温性5Fから高温相5F_への相変態には、リニアフェイゾンが関係していることが明らかになった。また、組成A1_<70.3>Ni_<23.0>Co_<6.7>の高温相bNiをも含め、いずれの相も高温ではフェイゾンを含まない完全性の高い準結晶であることが明らかになった。この結果は1999年11月日本金属学会において報告し、注目された。現在論文投稿中である。, kaken

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• 特定領域研究(A), 1998年 - 1998年, 10136232, 準結晶のPhason歪と近似結晶の関係, 松尾 欣枝; 山本 一樹, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 2300000, 2300000, 準結晶のブラッグ反射のピークプロファイルとピークシフトの観察は、準結晶の安定性やフェイゾン歪みによる準結晶ー結晶相変態の機構の研究において大変興味深い。Al-Ni-Co合金では、最近、温度と成分により、少なくとも8つの異なるタイプのD相準結晶の存在が示された。従って、Al-Ni-CoD相準結晶の異なるタイプの安定性と、それらの間の相変態を調べることは重要である。そこで、本研究は、シンクロトロン放射光SPring-8のビームラインBLO2Blによる高分解能単結晶X線回折実験から、Al_<70>Ni_<10>Co_<20>D相準結晶のブラッグ反射の位置変化とピーク形の精密な測定を行い、フェイゾン歪みに関する情報を得ることを目的とした。
  実験では、波長0.6888Åを持つX線を使用し、単結晶試料の10回軸が回折平面に垂直になるよう取り付け、2種類の2回軸上のブラッグ反射のピーク形と位置を測定した。最初、L方向(準周期面内の動径方向)に沿った回折パターンの測定を行い、それから、L方向に垂直で回折面内のT1方向を測定した。各々のブラッグ反射の理想位置からの有為なシフトは観測できなかった。一方、L方向に対する半値幅はQ_⊥?線形依存性を示し、T1方向のモザイク幅デコンボリューション後の半値幅も同様なQ_⊥線形依存性を示した。X線回折では、フェイゾン歪みの効果は、2つの異なった効果に分けられるが、Al_<70>Ni_<10>Co_<20>D相準結晶では、半値幅のQ_⊥依存性から、ランダムフェイゾンが存在すること、一方、ピークの位置変化は無いので、リニアフェイゾンは混在していないことが明らかになった。, kaken

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• 重点領域研究, 1997年 - 1997年, 09242227, 準結晶-結晶相変態のX線的研究, 松尾 欣枝; 山本 一樹, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 2600000, 2600000, 準結晶-結晶相変態の研究において最も重要となるのが、準結晶の構造とその安定性に関する情報を得ることであり、そのためには良質の単準結晶を用いることが不可欠となる。ただし、準結晶は周期性を持たないため、その構造を解析する事は難しい。従って、まず我々は別添論文(1)に示すように、Al-Pd-Mn系の近似結晶の構造解析を行う事により、準結晶を構成しているクラスターに関する情報を得た。
  一方、準結晶の安定性に関しては通常の結晶と異なり、フォノンとフェイゾンの2種類の物理量が関係しており、フェイゾンにはリニアーフェイゾンとランダム-フェイゾンがある。前者はブラッグピーク位置の理想位置からのシフト、又は、ブラッグピークの分裂として観測され、後者はピーク幅の広がりとして観測される。我々は、別添論文(2)に示すように、Al-Pd-MnD相準結晶の単準結晶についてX線回折法を用いてピーク位置及びピークプロファイルの精密測定を行った。その結果、リニアフェイゾンの定量測定に成功し、その歪量の大きさにより、D相は2つのタイプに分けられる事を明らかにした。さらに、タイプ1において歪量が特殊な条件を満たしている事が明らかになり、準結晶から結晶への変態にフェイゾンが重要な役割を果たしている事が分かった。これらの結果は平成9年5月に、日本で開かれた第6回準結晶国際会議において報告し、注目された。それが別添論文(3)である。, kaken

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• 1996年, 準結晶の構造に関するX線による研究, 0, 0, 0, 競争的資金
• 1996年, X-ray Study of Structure for Quasicrystals, 0, 0, 0, 競争的資金
• 奨励研究(A), 1995年 - 1995年, 07740281, セリウム化合物の高濃度近藤状態,及び重い電子状態における電子密度分布の研究, 山本 一樹, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 筑波大学, 800000, 800000, 本研究は、科学技術庁無機材研所に設置してある極端波長フォトン発生装置と4軸回折計システムを使用して単結晶X線回析実験を行い、多くの構造因子を測定し、通常の構造解析やマキシマムエントロピー法によりCe化合物の4f電子の局在性・非局在性を評価することである。
  そこで、シリコン(Si)、ダイヤモンド(C)及びゲルマニウム(Ge)について短波長X線高分解能電子密度分布の解析を行い、sp^3共有結合の殻の違いによる変化の詳細を明らかにすると共に、これにより、システムが正しいとの評価を下せた。
  また、4f電子を1個含むCeB_6と含まないLaB_6及び、4f電子の半閉殻を持つGdB_6について、温室にて、高分解能電子密度分布の解析を行い、4f電子数に伴う変化を定性的に示すことができた。解析に対して最も影響が大きいB-B間の共有結合の電子密度分布が、含まれるランタノイド原紙によらずほぼ同じであること、4f電子を含まないLaB_6によりランタノイド原紙の非調和熱振動の見積もり、4f電子の数の増加によるランタノイド収縮の電子密度分布における影響の見積もり、ランタノイド原子のイオン性の評価などを行い、Ce原子に伴う4f電子密度分布を合成した。, kaken

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• 1991年, 結晶内電子密度分布のX線による研究, 0, 0, 0, 競争的資金
• 1991年, X-ray Study of Electron Density Distributions in Crystals., 0, 0, 0, 競争的資金