量子ビーム実験と構造モデリング、トポロジカル解析が協奏した硫化物ガラスの構造研究

利用量子束实验、结构建模和拓扑分析进行硫化物玻璃的结构研究

• 批准号: 22K04950
• 负责人: 小野寺 陽平
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04950/
• 关键词: ガラス; 構造; 量子ビーム回折; 構造モデリング; トポロジカル解析

本研究では、酸化物ガラスに比べて優れた材料特性を発現する可能性を秘めた硫化物ガラスを対象とし、量子ビーム実験、コンピュータシミュレーション、トポロジカル解析の融合による硫化物ガラスの構造機能相関の解明を行うことを目的とする。2022年度は化学的耐久性の低い硫化物ガラスを高品質で合成するための実験環境の整備を行なった。既設のグローブボックスに不活性ガスの循環精製システムを接続し、水分および酸素濃度がともに1ppm程度の高純度ガス雰囲気での試料合成環境を実現した。さらに、高純度ガス雰囲気下でのメカノケミカル合成によって、SiS2、P2S5といったガラス試料の合成テストを実施した。市販の化合物試薬を出発原料とした合成によって得られた試料においては著しい水分の混入と酸化が確認されたことから、高純度のシリコンやリン、硫黄といった単体の試薬を出発原料として用いたガラス試料合成を行なった。試料合成と並行して、密度測定を不活性ガス雰囲気下で行う準備を進めた。密度は精密な構造解析を行う上で非常に重要な物性値であるが、吸湿性かつ大気中で不安定な硫化物ガラス試料の密度を通常のアルキメデス法や、大気中でのガス置換法で行うことは極めて困難である。本研究ではガスピクノメータを高純度不活性ガスを循環させたグローブボックス中に設置し、試料を大気に晒すことなく密度を測定できる実験環境を構築した。酸化物ガラスを用いたテスト測定を行った後、硫化物ガラスの測定を実施していく予定である。

This study aims to clarify the possibility of discovery of material properties of acidified compounds, the relationship between sulfide and quantum chemistry, the fusion of sulfide and structural functions, and the purpose of this study. In 2022, the chemical durability, low sulfur content, high quality, and environmental protection were all implemented. Even if the sample is not active, the cycle purification system is connected, and the concentration of moisture and acid is up to 1ppm. The sample synthesis environment is realized. In addition, under the condition of high purity, the synthesis of SiS2 and P2S5 samples was carried out. The test results of the raw materials and the test samples were analyzed. The test results showed that the raw materials and the test samples were mixed with high purity and sulfur. Sample synthesis and density measurement are performed under the condition that the sample is ready for use. Density is very important for precise structural analysis. Physical properties are very difficult. Moisture absorption is very difficult. Sulfide is unstable. Density of test sample is usually very difficult. In this study, the high purity and high density of the sample were determined by the environmental conditions. After the determination of acid and sulfide, the determination of sulfide is carried out.