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極限環境状態における現象 超高圧下における水素結合の量子力学現象の創出と発現機構の解明

研究報告コード R990004273
掲載日 2001年2月6日
研究者
  • 青木 勝敏
研究者所属機関
  • 経済産業省 産業技術総合研究所(旧物質工学工業技術研究所)
研究機関
  • 経済産業省 産業技術総合研究所(旧物質工学工業技術研究所)
報告名称 極限環境状態における現象 超高圧下における水素結合の量子力学現象の創出と発現機構の解明
報告概要 100万気圧に及ぶ超高圧下で水素結合に特有な現象ならびに状態を創出し,その発現機構を解明することを目的に実験と理論研究を実施した。水分子系(H2O,H2S)とハロゲン化水素系(HCl,HBr)の分子固体を対象として,プロトンのトンネル効果が主要な役割を果たす水素結合対称化転移を超高圧下で探索し,その発現機構を分光実験によって明らかにした。ハロゲン化水素の分子配向の無秩序~秩序相の安定領域を決定すると共に,弾性定数や屈折率などの物性値を決定した。また,圧力,温度一定の第1原理分子動力学を用いた計算機シミュレーションを行って,対称化転移の発現機構を解析した。さらに,理論的に予測されている水の液相-液相1次転移を実験的に確認するため,過冷却水-氷間の相転移と相境界を低温・高圧下に測定した。氷の結晶は約160K以上では液体の水に,これ以下ではガラス状の水に融解することや低密度と高密度の2種の水の存在を示唆する結果が得られた。
研究分野
  • 無機化合物の物理分析
  • 分子の電子構造
  • 分子の性質一般
  • 分子構造と性質の実験的研究
  • 一成分系の相平衡・状態図
関連発表論文 (1)H. Fujihisa, K. Aoki, H. Yamawaki, M. Sakashita, “Structural Study of Solid Hydrogen Sulfide under High Pressure” Rev. High Pressure Sci. Technol. 7, 790 (1998).
(2)M. Sakashita, H. Yamawaki, H. Fujihisa, K. Aoki, “Phase Study of NH3 to 100GPa by Infrared Absorption” Rev. High Pressure Sci. Technol. 7, 796 (1998).
(3)H. Yamawaki, M. Sakashita, H. Fujihisa, K. Aoki, “Infrared Spectra of D2O Ice under Pressure” Rev. High Pressure Sci. Technol. 7, 1135 (1998).
(4)K. Aoki, E. Katoh, H. Yamawaki, M. Sakashita, H. Fujihisa, “Hydrogen-bond Symmetrization and Molecular Dissociation in Hydrogen Halids” Physica B 265, 83 (1999).
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「極限環境状態における現象」研究代表者 青木 勝敏(物質工学工業技術研究所)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 青木 勝敏. 極限環境状態における現象 超高圧下における水素結合の量子力学現象の創出と発現機構の解明. 戦略的基礎研究推進事業 平成10年度 研究年報,1999. p.391 - 393.

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