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水銀―サファイア界面における前駆濡れ臨界揺らぎの直接観測

直接观察汞-蓝宝石界面处的临界前体润湿波动

基本信息

批准号：
13740217
负责人：
大政義典
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

ガラス板上に水銀をのせると球形の液滴になる。この現象は、水銀がガラスなどセラミクスに濡れないことを端的に示すものである。ところが最近、液体-気体臨界点近傍では水銀がサファイアに濡れることが我々の研究グループにおいて見出され、しかも、この濡れ現象はprewetting, transition(前駆濡れ転移)と呼ばれる一次相転移として起こることが明らかになった。前駆濡れ転移固有の臨界点はバルク水銀の臨界点より低温・低圧の1468℃・159MPaにある。本研究では上記の研究の更なる発展として、水銀-サファイア系の前駆濡れ臨界点近傍における界面のゆらぎに着目した。界面のゆらぎを直接に検出する手段として、試料からの熱輻射強度の測定を用いた。これは、物体からの熱輻射強度に散漫散乱項が含まれていることに着目して本研究代表者自らが考案した方法である。さらに、コリメーター系を工夫して試料セル各部からの熱輻射を空間的に分解することにより、より高精度のデータを得た。この測定により、前駆濡れ転移の超臨界相において、熱輻射強度に臨界揺らぎに対応するシャープな谷が現れることが見出される。熱輻射強度に含まれる散漫散乱の断面積は、界面揺らぎの2点相関関数で表されるが、本研究では散乱の波長依存性を測定することにより、界面揺らぎの面内方向への波数依存性を求めた。これにOrnstein-Zernike型の波数依存性を仮定することにより、ゆらぎの相関長や界面の粗さ等を求めた。その結果、臨界ゆらぎが最も大きくなる領域で、面内方向の相関長が数百ナノメートルのオーダーに達することがわかった。これは、濡れ層の厚み(数十ナノメートル)よりもはるかに大きい値である。さらに、水銀濡れ層にレーザーを照射したときに散乱される光強度の時間変動を調べる動的光散乱法の装置を開発した。これにより、濡れ層の表面張力波などのダイナミクスを高精度で調べることが可能となった。

There are spherical droplets of mercury on the ガラス plate.このphenomenon, mercury がガラスなどセラミクスに濡れないことをEnd's に出すものである.ところが closest, liquid-deuterium critical point is close to mercury がサファイアに濡れることが我々のStudying the グループにおいて见され、しかも、この濡れphenomenonはprewetting, Transition (front 槆濡れ転movable) means a phase transition and a transition. The critical point of mercury is the low temperature and low pressure of 1468℃ and 159MPa. This study is based on the research on the above and the mercury-サファイア system's critical point close to the interface and the purpose of this study. The interface can be directly used to measure the thermal radiation intensity of the sample.これは, object からのThermal radiation intensity にscattered and scattered items がcontaining まれていることに目してThe representative of this study is らがanswer case したmethod である.さらに, コリメーター series を工夫して sample セルeach part からのheat radiation The decomposition of をspace is a high-precision decomposition of space.このMeasurement of により, former 槆濡れ転movable のsupercritical phase において, thermal radiation intensityにcritical揺らぎに対応するシャープな谷が出れることが见出される. Thermal radiation intensity, including the cross-sectional area, the interface, the 2-point correlation coefficient table, this studyではScattered wavelength dependence をmeasurement することにより, interface 揺らぎのdirection へのwave number dependence をQiめた.これにOrnstein-Zernike type のwave number dependence を仮determination することにより, ゆらぎのrelated long やinterface のrough さwait をquest めた.その result, critical ゆらぎがmost も大きくなる domain で, in-plane direction のphase Guan Chang has hundreds of ナノメートルのオーダーに达することがわかった.これは、濡れlayerの thickみ(十ナノメートル)よりもはるかに大きい値である. It is a device that uses the light scattering method to adjust the light intensity and adjust the time of the light intensity.これにより、桡れ Layerのsurface tension wave などのダイナミクスをHigh-precision で Adjustment べることがpossible となった.