鉱物・融体中におけるコヒーレントな拡散係の測定と拡散-結晶構造の相関原理の研究

以下に箇条書する新たな知見・成果が得られた。1.従来、我々の実験室で使用していた酸素の1次イオンには、【^(16)O】,【^(17)O】,【^(18)O】の同位体の他に、【O_2】,【H_2】O,N,【N_2】,【CO_2】,CN,Ar,Cl等の不純物イオンが存在していたことが判明した。しかし、これらの不純物イオンは1次イオンビーム質量分析装置を使用することにより完全に除去可能となった。現在では同位体的にも純粋な【_(16)O_-】の1次イオンビームを使用可能となった。2.その結果、鉱物中の酸素の分析・酸素同位体の分析が初めて可能になった。鉱物から発生する酸素の2次イオンのうち、【^(16)O】は30〜40%の1次イオンの混入が避けられないが、【^(17)O】,【^(18)O】は妨害フリーの2次イオンで、鉱物中の酸素を直接反映する。3.この酸素分析技術を、メリライト中の酸素の自己拡散の研究に適用した。得られた拡散プロファィルには、従来知られていた格子拡散によるものに加えて、転位を利用した高速拡散のプロファイルが存在していた。これは、酸素の自己拡散が、酸化物中で、転位により促進されることを示した初めての証拠である。4.1次イオンビーム中に極微量含有されていたFe,Niイオンも除去可能となったため、重元素の分析限界が約4桁向上した。5.ペリクレース中の不純物の拡散係数を2次イオン分析法を用いた深さ方向分析法により求めた。この方法は1μmの拡散パスから拡散係数を算出可能である。そのため従来の限界より2桁遅い拡散係数も容易に測定可能となった。6.ペリクレース中の不純物の拡散においても、転位による拡散の促進が重要な役割を演じていることが明かになった。

以下に箇条書する新たな知見・成果が得られた。1.従来、我々の実験室で使用していた酸素の1次イオンには、【^(16)O】,【^(17)O】,【^(18)O】の同位体の他に、【O_2】,【H_2】O,N,【N_2】,【CO_2】,CN,Ar,Cl等の不純物イオンが存在していたことが判明した。しかし、これらの不純物イオンは1次イオンビーム質量分析装置を使用することにより完全に除去可能となった。現在では同位体的にも純粋な【_(16)O_-】の1次イオンビームを使用可能となった。2.その結果、鉱物中の酸素の分析・酸素同位体の分析が初めて可能になった。鉱物から発生する酸素の2次イオンのうち、【^(16)O】は30〜40%の1次イオンの混入が避けられないが、【^(17)O】,【^(18)O】は妨害フリーの2次イオンで、鉱物中の酸素を直接反映する。3.この酸素分析技術を、メリライト中の酸素の自己拡散の研究に適用した。得られた拡散プロファィルには、従来知られていた格子拡散によるものに加えて、転位を利用した高速拡散のプロファイルが存在していた。これは、酸素の自己拡散が、酸化物中で、転位により促進されることを示した初めての証拠である。4.1次イオンビーム中に極微量含有されていたFe,Niイオンも除去可能となったため、重元素の分析限界が約4桁向上した。5.ペリクレース中の不純物の拡散係数を2次イオン分析法を用いた深さ方向分析法により求めた。この方法は1μmの拡散パスから拡散係数を算出可能である。そのため従来の限界より2桁遅い拡散係数も容易に測定可能となった。6.ペリクレース中の不純物の拡散においても、転位による拡散の促進が重要な役割を演じていることが明かになった。