ガラスのスローダイナミクスにおけるモード結合理論の定量的解釈

玻璃慢动力学中模式耦合理论的定量解释

• 批准号: 17740274
• 负责人: 狩野 旬
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740274/
• 关键词: 複雑液体; ガラス; 光散乱; 光散乱実験

液体ガラス転移のダイナミクスの本質が理解されていないのは、その巨視的性質が実に様々なスケールを持つ運動過程により支配されているためである。平成17年度、比熱測定・周波数領域での誘電測定・光散乱実験では充分観測できなかった複雑液体中でのミクロな動的機構を、フェムト秒パルスレーザーを用いた光カー効果(OKE)を利用したコヒーレントフォノン励起法を用いることで直接時間領域での観測できるシステムの構築を試みた。OKEにヘテロダイン検波システムを取り入れたOHD-OKEシステムを立ち上げを行い、液体中のミクロなゆらぎを観測する事に成功した。平成18年度においては液体ガラス転移を示す系のひとつである水・エタノール二成分混合系に注目した。水・エタノールにおいてはまず低振動領域に現れる揺らぎを前年度にOKEにて観測したが、二成分混合系においては水・エタノール間にできる複雑な水素結合のネットワークが重要と考え特に水素結合間の揺らぎに注目した。そこで低振動領域(長時間領域)とは対照的に高振動数領域(短時間領域)に観測される水素-酸素(OH)結合の揺らぎはラマン散乱実験によって観測した。なおOH結合の揺らぎを他の内部振動モードから分離するために重水素置換した重水溶液にて行った。その結果、OH結合の揺らぎには特徴的な水・エタノール濃度依存性がある事がわかった。エタノール低濃度側においては、水・エタノール分子間をつなぐ水和シェル構造が堅固に構成されており、その構造は濃度によらず支配的である。一方、エタノール濃度が増していくと水・エタノール分子間をつなぐ水素結合のネットワークは連続的に変化していった。さらに永和シェル構造などミクロな領域で形成されるクラスターの大きさはエタノールよりアルキル基の多いブタノールなどに比べ小さい事も見積もられた。過冷却状態下で低振動領域に現れる揺らぎの詳細を明らかにすることでモード結合理論の定量的解析をするまでにはまだ至っていないが、今回ミクロな描像が明らかになった水・エタノール二成分混合系を対象に研究を進めていく計画である。

Liquid ガラス転movable のダイナミクスのESSENTIAL がUnderstanding されていないのは、その huge vision The nature of the movement is controlled by the movement process of the movement. In 2009, specific heat measurement and frequency field electromagnetic measurement and light scattering were completed. Observe the mechanism of measuring the motion of the でのミクロな in the liquid, and the フェムトsecond パルスレーザーを用いた光カーeffect(OKE)をutilizationしたコヒーレントフォノン利The method of starting is to use the direct time field to test the test of time. OKEにヘテロダイン検波システムをtakeり入れたOHD-OKEシステのミクロなゆらぎを観measurement and success in liquid. In 2009, the liquid においては liquid ガラス転を Show す system のひとつである水・エタノール two-component mixed system に NOTE した. Water・エタノールにおいてはまずLow vibration field にNow れる揺らぎをPrevious year にOKE にて観measurement したが, two-component mixed system においては水・エタノール间にできる Fu雑な水素合のネットワークがimportant と卡え特に水素综合间のらぎに NOTE した. The low vibration range (long time range) and the high vibration range (short time range) of Teru Measuring the combination of hydrogen and acid (OH).なおOH combines の揺らぎをhis の internal vibration モードからseparation するためにheavy water replacement したheavy water solution にて行った.その results, OH combined の揺らぎには special な水・エタノール concentration dependence がある事がわかった.エタノールLow concentration side においては, water・エタノール intermolecular をつなぐwater and シェThe structure is solid, the structure is strong, and the structure is strong, and the concentration is controlled by the structure. On the one hand, the concentration of エタノール is between moleculesをつなぐ Hydrogen combined with のネットワークは连続's に変化していった.さらにEongwa シェルstructure などミクロな domain formation されるクラスターの大きさはエタノールよりアルキル记の多いブタノールなどに比べ小さい事も见 accumulateもられた. Detailed analysis of the low vibration range under supercooling. Quantitative analysis of the combination of theory and theory. To the っていないが, this time the ミクロな影视が明らかになった水・エThe タノール two-component hybrid system is researched and planned by the company.

项目成果

Brillouin scattering study of glass-forming propylene glycol

玻璃形成丙二醇的布里渊散射研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: Materials Science and Engineering 442
• 作者: S.Tsukada;Y.Ike;J.Kano;S.Kojima
• 通讯作者: S.Kojima

Broadband inelastic light scattering of a relaxor ferroelectric 0.71Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.29PbTiO3

• DOI: 10.1063/1.2393159
• 发表时间: 2006-11
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: S. Tsukada;Y. Ike;J. Kano;T. Sekiya;Y. Shimojo;Ruiping Wang;S. Kojima

Hydrogen Bond in Heavy-Water and Ethanol Binary Mixtures Studied by Raman Scattering

通过拉曼散射研究重水和乙醇二元混合物中的氢键

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Molecular Structure (in print) (to be published)
• 作者: Ishiwata;S.;Shimamoto;Y.;Suzuki;M.;Sasaki;D.;Mari Sato
• 通讯作者: Mari Sato

Dynamics of Water-Ethanol Mixtures Studied by Light Scattering

通过光散射研究水-乙醇混合物的动力学

• 发表时间: 2006
• 期刊: AIP Conf.Proc. 832
• 作者: M.Saito;Y.Ike;J.Kano;S.Kojima
• 通讯作者: S.Kojima

Piezoelectric (Na0.5K0.5)NbO3-SrTiO3 Ceramics in the Tetragonal-Orthorhombic Phase Boundary Studied by Raman Spectroscopy

• DOI: 10.1080/00150190601187021
• 发表时间: 2007-03
• 期刊: Ferroelectrics
• 影响因子: 0.8
• 作者: J. Kano;K. Sasanuma;S. Tsukada;S. Kojima;Ruiping Wang;K. Hanada;K. Matsusaki;H. Bando