構造的フラストレーションをもつ金属間化合物を利用した原子容器の研究

结构挫败金属间化合物原子容器研究

• 批准号: 16656190
• 负责人: 石政 勉
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656190/
• 关键词: 金属間化合; 近似結晶; 構造的フラストレーション; Zn基合金; 構造相転移; 金属間化合物

昨年度の研究結果をベースとし、原子容器として機能する可能性をもつ近似結晶Zn17Sc3について、金属学的・結晶学的な実験研究を行った。この近似結晶の室温における構造は、体心立方的な原子のネットワークとその中に埋め込まれたクラスターとして理解できる。従来のX線構造解析においては、クラスターは、密にパッキングした3重のシェルから構成されており、その中心部は、原子4個分程度の体積をもつ空洞とされていた。金属において、このような空洞は極めて不自然であり、4個の原子が含まれているとする考えも提案されてきたが、3重シェルの満たす正20面体対称性と内部原子との構造的整合が維持できなくなる。この穴の特性を理解し、原子容器としての可能性を検討した。本年度おいては、150K付近で生じる低温相転移に着目して、実験を行い以下の成果を得た。1.電気抵抗の温度依存性の測定から、相転移は合金組成、熱処理などの条件に敏感であることが明らかとなった。Zn85Sc15の組成においては、鮮明な相転移は観測されなかったが、Zn85.5Sc14.では、除冷試料において鮮明な相転移を生じた。2.電気抵抗測定で鮮明な相転移を生じた試料について、低温(94K)電子顕微鏡観察を行った。その結果、低温相は、高温相のほぼ2倍の体積の単位胞をもつ単斜晶で、空間群がCcまたはC2/cであることが判った。この結果は、低温相の単位胞には、クラスターが4個含まれていること、また、それらは、c-glideおよびC面心により関連付けられていること、従って内部構造も含めてクラスターは、一種類であることが判明した。2.低温(92K)粉末X線回折実験を、SPring-8のBL02B2において行った。Rietveld法による構造解析の結果、クラスター内部に歪んだ4面体が含まれていること、それに伴い、第一シェルも正12面体から大きく歪んでいることをみいだした。この結果は、低温相転移がクラスター内部にふくまれる原子配置の方位規則化であることを初めて直接的に示したものである。この実験結果は、高温相の状態が、乱れたクラスター内部構造、従って選択的な構造異常性を示している。

The results of this research are as follows: atomic container, functional possibility, approximate crystallization of Zn 17 Sc 3, metallographic and crystallographic research. The structure of this approximate crystal at room temperature is different from that of the body-centered cubic atom. The X-ray structure analysis of the future shows that there are three layers of structure in the center of the structure, and four atomic layers of volume in the center. The structure of the metal is not natural. The structure of the metal is not natural. The structure of the metal is not natural. To understand the characteristics of the atom, to discuss the possibility of the atom container. This year, the following achievements were achieved in the near future of 150 K. 1. Determination of temperature dependence of electrical resistance, phase shift, alloy composition and heat treatment conditions Zn85Sc15 is composed of two kinds of materials, namely Zn85Sc14 and Zn85Sc15. 2. Electric resistance measurement, bright phase shift, sample detection, low temperature (94 K) electron microscopy. As a result, the low temperature phase and the high temperature phase are two times the volume of the single cell, and the space group is C2/c. The results show that there are four kinds of low temperature phase single cell, including high temperature phase, high temperature phase, high temperature 2. Low temperature (92 K) powder X-ray retroflexion, SPring-8 and BL02 B2 The Rietveld method is used to analyze the structure of the tetrahedron. As a result, the low temperature phase shift is the internal phase shift, the orientation of the atomic configuration is regular, and the initial phase shift is direct. The results show that the state of high temperature phase is abnormal, the internal structure is abnormal, and the structural abnormality is abnormal.

项目成果

Magnetic property of stable icosahedral quasicrystal in Zn-Fe-Sc

Zn-Fe-Sc稳定二十面体准晶的磁性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Jpn.J.Appl.Phys. 43
• 作者: S.Kashimoto;S.Motomura;R.Maezawa;S.Matsuo;T.Ishimasa
• 通讯作者: T.Ishimasa

Electrical Properties of a Stable Icosahedral Quasicrystal Zn-Fe-Sc

稳定二十面体准晶 Zn-Fe-Sc 的电性能

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan Vol.73,No.11
• 作者: S.Motomura;S.Kashimoto;R.Maezawa;T.Ishimasa;S.Matsuo
• 通讯作者: S.Matsuo

Diffuse scattering and phason fluctuations in the Zn-Mg-Sc icosahedral quasicrystal and its Zn-Sc periodic approximant.

• DOI: 10.1103/physrevlett.95.105503
• 发表时间: 2005-09
• 期刊: Physical review letters
• 影响因子: 8.6
• 作者: M. de Boissieu;S. Francoual;Y. Kaneko;T. Ishimasa

A metastable icosahedral quasicrystal in the Zn-Mg-Yb alloy system

Zn-Mg-Yb合金系亚稳态二十面体准晶

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phil.Mag. 86,3-5
• 作者: T.Mitani;T.Ishimasa
• 通讯作者: T.Ishimasa

Hume-Rothery rule as a formation condition of new icosahedral quasicrystals

休谟-罗瑟里规则作为新二十面体准晶的形成条件

• 发表时间: 2005
• 期刊: TMS symposium proceedings "The science of complex alloy phases", 2005
• 作者: S.Kashimoto;S.Motomura;S.Francoual;S.Matsuo;T.Ishimasa;T.Ishimasa
• 通讯作者: T.Ishimasa