超高圧合成透明ナノセラミックス

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グラッシーカーボンを出発物質としたナノ多結晶ダイヤモンドの合成を、比較的低圧条件下の9-15GPa領域で様々な温度で行い、純粋なナノ多結晶ダイヤモンドの合成可能温度下限の詳細を決定した。また、得られたいくつかの合成試料に対して収束イオンビームを用いた薄膜作製を行うとともに、透過型電子顕微鏡観察を行った。この結果9-12GPa領域では、2000℃付近の温度でグラッシーカーボンからのグラファイトの準安定的生成と成長が認められた。このグラファイトの生成によりグラッシーカーボンのダイヤモンド化が阻害され、より高温条件においてのみ、純粋なナノ多結晶ダイヤモンドが得られることが明らかになった。また、透過型電子顕微鏡による粒径観察の結果、このような比較的低圧下で得られるナノ多結晶ダイヤモンド中には、一部顕著な粒成長が認められ最大数ミクロンのダイヤモンド単結晶が混在していることがわかった。この結果は、比較的低圧の10GPa付近の圧力下でのグラッシーカーボンの直接変換により、純粋なマイクロ多結晶ダイヤモンドが得られる可能性を示唆しており、今後そのような試料の合成も試みる予定である。上記のグラッシーカーボンからのナノ多結晶ダイヤモンドの弾性測定には至らなかったが、超高圧合成法を用いて得られた多結晶体、特に含水鉱物の多結晶体に対して高圧下での弾性波速度が行われ、論文として発表された。またナノ多結晶ダイヤモンドを利用した高圧下におけるＸ線吸収実験においてもいくつかの研究成果があがっており、論文として発表されている。