準周期長距離秩序物質の低温相転移とフェイゾンに関する研究

准周期长程有序材料低温相变和相子研究

• 批准号: 14J02924
• 负责人: 山田 庸公
• 金额: $ 3.16万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J02924/
• 关键词: 準結晶

正二十面体準結晶における原子的構造、フェイゾン乱れ、そして低温構造相転移の有無を明らかにする目的で、Cd-Gd, Cd-Dy, Cd-Tm、Cd-YbとZn-Sc正二十面体準結晶を調べた。【原子的構造】原子的構造が解明されているCd-Yb準結晶を除くCd-Gd, Cd-Dy, Cd-Tm及びZn-Sc準結晶について、放射光をもちいて得た構造因子をつかい構造解析を行った。いずれもCd-Yb準結晶と同型であると判明したが、一部の希土類サイトにおいてケミカルディスオーダーが存在することがわかった。これによってCd-Yb準結晶の合金組成が他の準結晶と異なる問題への説明を与えた。【フェイゾン乱れ】放射光をもちいてZn-Sc準結晶におけるフェイゾン乱れを評価した。まず回折ピークシフトからフェイゾンマトリックスを決定しフェイゾン歪みの評価した。次に、X線散漫散乱の絶対値測定からフェイゾン弾性定数を決定した。そして、原子的構造に基づきフェイゾン乱れによる散漫散乱の再現に成功した。【低温構造相転移の有無】ブリッジマン法や自己フラックス法をもちいてCd-Gd、Cd-Yb及びZn-Sc準結晶の単結晶塊を作成し、１０Kから室温の温度域での電気抵抗率を測定した。この結果、Cd-Yb準結晶において、約６０から８０Kの温度域でヒステリシスを伴う抵抗異常を観測した。そのほかの準結晶において抵抗異常は観測されなかった。Cd-Yb準結晶について、８０Kから室温までの温度域における放射光X線回折実験を実施し、回折ピークプロファイルの可逆的温度変化：降温過程では回折ピークの半値幅が増加し、昇温過程ではこれが減少すること、を観測した。これは相転移の前駆現象を捉えたものと考えられる。本研究により８０K以下での相転移を示唆する実験結果を得た。

为了阐明二十面体准晶的原子结构、相子无序以及是否存在低温结构相变，我们研究了Cd-Gd、Cd-Dy、Cd-Tm、Cd-Yb和Zn-Sc二十面体准晶。我们研究了六面体准晶体。 [原子结构] 使用通过同步辐射获得的Cd-Gd、Cd-Dy、Cd-Tm和Zn-Sc准晶的结构因子，除了已阐明原子结构的Cd-Yb准晶之外，进行了结构分析。它们均被发现与Cd-Yb准晶同构，但在一些稀土位点中发现存在化学无序。这为Cd-Yb准晶的合金成分不同于其他准晶的问题提供了解释。 [相子扰动] 使用同步辐射评估Zn-Sc准晶中的相子扰动。首先，从衍射峰位移确定相子矩阵并评估相子畸变。接下来，由X射线漫散射的绝对值测量确定phazon弹性常数。基于原子结构，他们成功地再现了相子扰动引起的漫散射。 [有无低温结构相变] 使用布里奇曼法或自熔剂法制作Cd-Gd、Cd-Yb、Zn-Sc准晶的单晶块，测定该温度范围内的电阻率测量了从 10 K 到室温的温度。结果，我们在大约 60 至 80K 的温度范围内观察到 Cd-Yb 准晶中具有滞后现象的电阻异常。在其他准晶体中没有观察到电阻异常。我们对Cd-Yb准晶在80 K到室温的温度范围内进行了同步辐射X射线衍射实验，发现衍射峰轮廓出现可逆的温度变化：在冷却过程中衍射峰的半宽度增加过程中，并且在加热过程中，我们观察到这种情况会减少。这被认为捕获了相变的前兆现象。在这项研究中，我们获得的实验结果表明相变温度低于 80K。

项目成果

Atomic structures of ternary Yb-Cd-Mg icosahedral quasicrystals

三元Yb-Cd-Mg二十面体准晶的原子结构

• 发表时间: 2016
• 作者: T. Yamada; H. Takakura; A.P. Tsai
• 通讯作者: A.P. Tsai

Atomic structure of the i-R-Cd quasicrystals and consequences for magnetism

i-R-Cd 准晶体的原子结构及其对磁性的影响

• DOI: 10.1103/physrevb.94.060103
• 发表时间: 2016
• 影响因子: 3.7
• 作者: T. Yamada; H. Takakura; T. Kong; P. Das; W. T. Jayasekara; A. Kreyssig; G. Beutier; P. C. Canfield; M. de Boissieu; A. I. Goldman
• 通讯作者: A. I. Goldman

Yb-Cd-Mg正二十面体準結晶の構造と散漫散乱

Yb-Cd-Mg二十面体准晶的结构与漫散射

• 发表时间: 2014
• 作者: 山田庸公

Icosahedral quasicrystal and approximant phases in Au-Sn-R (R=rare-earth) alloy system

Au-Sn-R（R=稀土）合金系中二十面体准晶相和近似相

• 发表时间: 2015
• 作者: Yoko Nakamura; Tsunetomo. Yamada; An Pang Tsai
• 通讯作者: An Pang Tsai

Atomic structure of R-Cd (R=Gd, Dy and Tm) icosahedral quasicrystals

R-Cd（R=Gd、Dy 和 Tm）二十面体准晶的原子结构

• 发表时间: 2015
• 作者: Tsunetomo Yamada; Hiroyuki Takakura; Tai Kong; Paul Canfield; Alan I. Goldman; Guiliaume Beutier; Marc de Boissieu
• 通讯作者: Marc de Boissieu