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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

研究報告コード R000000193
掲載日 2002年9月30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 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
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として実験ならびに理論研究を行った。水分子系ならびにハロゲン化水素分子系を対象にプロトントンネル運動が主要な役割を果たす構造相転移を室温~20K,0~100GPaの低温,高圧下で探索し,転移過程を光吸収・散乱ならびにX線回折実験により観測した。これらの分子固体の高圧状態を第一原理MDシュミレーションによって創出し,実験結果を微視的に解釈して相転移機構を解明した。低温・高圧下において過冷却水-氷間の相転移ならびに相境界を測定し,液相-液相転移ならびに第二臨界点の存在を示唆する実験結果を得た。これらの相転移,臨界状態を予測する理論モデルの妥当性を検討した。
研究した課題として,
1)水素結合対称転移,
2)水の液相-液相転移,
3)水素結合固体の高圧状態計算
のそれぞれについて,その成果を報告した。
研究分野
  • 原子・分子のクラスタ
  • 相転移・臨界現象一般
  • 非金属化合物
  • 分子化合物
関連発表論文 (1)K. Aoki, E. Katoh, H. Yamawaki, M. Sakashita, H. Fujihisa, “Hydrogen-bond Symmetrization and Molecular Dissociation in Hydrogen Halids” Physica B, 265,83 (1999).
(2)E. Katoh, H. Yamawaki, H. Fujihisa, M. Sakashita, K. Aoki, “Raman and Infrared Study of Phase Transitions in Solid HBr under Pressure” Phys. Rev. B,59,11244 (1999).
(3)M. Song, H. Yamawaki, M. Sakashita, H. Fujihisa, K. Aoki, “Infrared Absorption Study of Fermi Resonance and Hydrogen-Bond Symmetrization of Ice up to 141GPa” Phys. Rev.B,60,12644 (1999).
(4)E. Katoh, H. Yamawaki, H. Fujihisa, M. Sakashita, K. Aoki, “Raman Study of Phase Transition and Hydrogen Bond Symmetrization in solid DCl at High Pressure” Phys. Rev.B,61,119 (2000).
(5)青木勝敏「超高圧下における氷の水素結合“対称化”」日本物理学会誌、54、257(1999)
(6)青木勝敏「DACを用いた光学測定の基礎技術」高圧力の科学と技術、9、270(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. 戦略的基礎研究推進事業 平成11年度 研究年報.科学技術振興事業団, 2000. p.457 - 461.

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