超高圧下における氷の結晶構造と金属転移

超高压下的冰晶结构与金属转变

• 批准号: 03247217
• 负责人: 浜 重一朗
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03247217/
• 关键词: 氷; 状態方程式; 絶縁体ー金転移; 密度汎関数理論; 惑星内部構造

高圧下における氷の物性の研究は圧縮による水素結合の対称化に伴う相転移とそれに付随して起こるプロトン位置の秩序一無秩序転移、外感星の内部構造と磁場生成に関した超高圧下の氷の状態方程式(EOS)と絶縁体ー金属転移等、物性物理、感星物理的観点から興味深い。本研究課題において上記に関して問題点を指摘すると共に今後の研究の方向を示した。これまで得られた中間結果は本報告書に記した論文において発表したが、その概略を下記に示す。 (1)X線回折によるEOSのデ-タを解析してP〜40及び70GPaにおいて相転移があることを見い出し、氷の水素結合対称化転移に関する光学的測定とX線回折測定間の不一致が解消され得ることを示した。更に高圧側にicox^1(プロトン無秩序相)が出現することを予測した。この転移は従来信じられているより複雑である。(2)氷の対称水素結合相(iceX)はHrijbーHocjapbelの予測(立方晶)とは異なり正方晶の可能性が高いことを示した。(3)密度汎関数理論に基ずき超高圧下の氷のEOS及び電子状態を計算し、外惑星の氷の中間層に対して用いられている統計模型はよくないことを示した。また結果より外惑星内部の氷の中間層は温度効果を考慮しても電子伝導は十分小さいが、巨大惑星内部の氷の中間層は金属化していると予測される。(4)超高圧下の氷の結晶構造は従来の説とは異なり六方晶である可能性をを示すと共に遂次転移をする可能性を予測した。従来のイオン模型に基ずく、分子動力学あるいはmoclibied electron gas理論による結果は再検討する必要がある。以上より研究の方針は明確になったが、定量的にこれらの問題を解明する研究は現在進行中である。時間を要する問題もあるが、最終結果については後日適当な雑誌に発表することで報告の代りとしたい。

The study of physical properties under high pressure is very interesting, such as the symmetry of water element combination, phase shift, order of position, disorder shift, internal structure of star, magnetic field generation, equation of state (EOS) under ultra-high pressure, metal shift, physical physics and star sensing physics. This paper describes the problems related to this research and points out the future research direction. The results are summarized below in this report. (1)X The phase shift between EOS and X-ray reflection was analyzed at P ~ 40 and 70GPa. The optical measurement and X-ray reflection measurement were inconsistent. The higher the voltage, the higher the voltage, the higher the voltage. This is the first time I've seen a letter from you. (2)The probability of Hocjapbel (cubic crystal) and Hocjapbel (tetragonal crystal) is high. (3)The density function theory is based on the calculation of EOS and electron states under high pressure, and the statistical model of the intermediate layer of the outer layer is used to show the relationship between EOS and electron states. As a result, the temperature effect of the intermediate layer in the inner part of the outer star is considered. The electron conduction is very small. The metallization of the intermediate layer in the inner part of the giant star is predicted. (4)The crystal structure under high pressure is different from that of hexagonal crystal. The possibility of crystal structure under high pressure is predicted. The basic theory of molecular dynamics and the results of molecular dynamics are discussed. The above research policy is clear and quantitative. The research is in progress. Time is the key to the problem, and the final result is the appropriate report.

项目成果

浜重 一朗: "General formulas for the special points and their weighting factors in kーspace integration" J.Phys:Condens.Matter. (1992)

Ichiro Hamashige：“k 空间积分中特殊点及其权重因子的一般公式”J.Phys:Condens.Matter (1992)。

浜重 一朗: "Equation of state and insulatorーmetal transition of ice under ultraーhigh pressures" Proc.of 4th U.S.ーJapan Seminar on Highーpressure Research(Ise,1991).(1992)

滨重一郎：“超高压下冰的状态方程和绝缘体-金属转变”，第四届美日高压研究研讨会论文集（伊势，1991）。（1992）

浜重 一朗: "Equation of state of H_2O under ultraーhigh pressures" Proc.of 18th Int.Symp.of Shock Waves(Sendai,1991).(1992)

Ichiro Hamashige：“超高压下 H_2O 的状态方程”Proc.of 18th Int.Symp.of Shock Waves(Sendai,1991).(1992)

小谷 岳生: "Effects of thermal vibrations on the valenceーelectron density and the forbidden xーray reflections in C and Si" Phys.Rev.B44. 6131-6136 (1991)

Takeo Kotani：“热振动对 C 和 Si 中价电子密度和禁止 X 射线反射的影响”Phys.Rev.B44 (1991)。

浜重 一朗: "On the metallization of ice under ultraーhigh pressures" Proc.of the Int.Symp.on Physics and Chemistry of Ice(PCI 91)(Sapporo,1991). (1992)

Ichiro Hamashige：“关于超高压下冰的金属化”Proc.of the Int.Symp.on 冰物理和化学(PCI 91)(札幌，1991)(1992)。