局所領域の分光測定を用いたマントル由来物質の深さ起源の探求と新規材料の評価

局部区域光谱测量探索幔源物质深度成因及新材料评价

基本信息

批准号：
09J09595
负责人：
小竹翔子
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

地球内部の化学組成分布やマントル対流を考える上で、ダイヤモンドの成長環境は非常に重要な情報である。そこで、内部の残留応力からダイヤモンドが成長した(包有物を捕獲した)温度・圧力条件の推定を目指し、ダイヤモンド内部の応力分布を測定した。ブラジル産ダイヤモンドの内部にとりこまれた包有物周辺を昨年度までに開発した顕微ラマンマッピング装置で3次元的に測定し、包有物周辺の応力分布の可視化に成功した。天然ダイヤモンドが生成した環境の酸化還元状態を推定する研究を昨年度に続き行った。遷移金属元素であるクロムは地球上の岩石中ではほとんどが3価または6価として存在することが知られているが、月の石など非常に還元的な環境では2価としても存在していることが報告されている。天然下部マントル鉱物であり、ダイヤモンドの包有物であるフェロペリクレース((Mg,Fe)0)中には、微量のクロムが含まれており、そのクロムの価数が下部マントルの酸化還元状態の指標になると考えた。天然フェロペリクレースは大きさが50μm程度と小さいため、マイクロXRF用のビームラインであるKEKPFのBL4Aで試料の微量元素のクロムと主要元素である鉄のXANESスペクトルを測定した。本年度は、天然試料の他に、酸素分圧をコントロールし電気炉で合成した標準試料の測定も行った。今後、鉄の詳細なキャリブレーションラインの作成を行い、クロムについても他のビームラインで得られた結果と比較し価数の詳細な議論を行う。高圧発生用のアンビル材として最適な超硬材料であるナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)は、大容量を必要とする高圧下での中性子回折などへの応用が期待されている。現在、実際にNPDを高圧発生用アンビルとして用いる実験が行われているが、超硬材料であるNPDを理想的な形状に加工する技術が必要である。そこで、エキシマレーザーを用いた、NPDを目的の形状に加工する試みを行なった。

在考虑地球内的化学成分分布和地幔对流时，钻石的生长环境是极其重要的信息。因此，我们测量了金刚石内部的应力分布，目的是根据内部残余应力估算金刚石生长（捕获夹杂物）的温度和压力条件。使用去年开发的拉曼测绘设备对巴西钻石内夹杂物周围的区域进行了三维测量，并成功地将夹杂物周围的应力分布可视化。继去年之后，我们进行了研究，以估算天然钻石生产环境的氧化还原状态。铬是一种过渡金属元素，已知在地球岩石中主要以三价或六价形式存在，但据报道，它也以二价形式存在于月球岩石等高度还原环境中。方镁石（(Mg,Fe)0）是一种天然的下地幔矿物，也是钻石中的内含物，含有微量的铬，铬的化合价取决于下地幔的氧化还原状态，我认为这将是一个指标。。由于天然方镁石较小，尺寸约为 50 μm，因此我们在 KEKPF 的 BL4A（微型 XRF 光束线）上测量了样品中微量元素铬和主要元素铁的 XANES 光谱。今年，除了天然样品之外，我们还测量了在受控氧分压的电炉中合成的标准样品。将来，我们将为铁创建详细的校准线，并将获得的结果与铬的其他光束线进行比较，以详细讨论价态。纳米多晶金刚石（NPD）是一种理想的高压产生砧材料的超硬材料，有望应用于高压下中子衍射等需要大容量的应用。目前，正在进行实际使用NPD作为产生高压的砧的实验，但需要一种将超硬材料NPD加工成理想形状的技术。因此，我们尝试使用准分子激光器将 NPD 加工成所需的形状。