高温高圧下超臨界金属流体の静的・動的構造

keywords.jpg超臨界金属流体,X線散乱,金属-絶縁体転移,超高温伝導体 

乾 雅祝 

MASANORI INUI

division.jpg総合科学研究科 総合科学専攻 環境自然科学講座

position.jpg教授

研究概要

研究内容

常温常圧で液体金属である水銀に圧力と温度を加えながら温度を上げ体積を膨張させると、最初の密度13.6gcm-3が高温高圧下で 9gcm-3まで小さくなったとき、金属から絶縁体(半導体)に変化する。この金属‐絶縁体転移のメカニズムを解明するため、Spring-8の放射光(X線)を用いて構造研究を行った。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

この分野に関心のある企業等との共同研究・受託研究は可能である。
応用分野
金属流体が金属から絶縁体に転移する際に出現する特異なゆらぎを初めて観測した。このゆらぎを解明することで、金属が示す超伝導などの電子状態をより深く理解でき、高温超伝導体の材料開発などに貢献できる。

本研究の特徴・優位性

最近はSpring-8の放射光を利用して高温高圧下の超臨界金属流体の構造研究を行っており、この分野では第一人者を自負しております。退職された田村教授が開拓された実験技術を受け継ぎ、金属流体をサファイア製の試料容器を用いて薄板状に保持して、精度の高いX線散乱データを得る技術を習得しています。

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Icosahedral ordering in liquid iron studied via x-ray scattering and Monte Carlo simulations,
M. Inui, K. Maruyama, Y. Kajihara and M. Nakada
Phy. Rev. B 80, 180201(R) (4pp) (2009).
Transverse Acoustic Excitations in Liquid Ga,
S. Hosokawa, M. Inui, Y. Kajihara, K. Matsuda, T. Ichitsubo, W.-C. Pilgrim, H. Sinn, L. E. Gonzalez, D. J. Gonzalez,
S. Tsutsui, and A. Q. R. Baron
Phy. Rev. Lett. 102, 105502(4pp) (2009).

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