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無機材質研究所

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[無機材研ニュース第160号](https://mdr.nims.go.jp/datasets/0cba655b-52e3-44c4-b4d2-30b0e95204b0)

## Fulltext

無機材研ニュース第160号、 く；七〇一．ゼEoo一一〇E蜆E0一垣O］一〇〇〇一〇〕0＝あ○餉oo一］o一⊂o－ooo］101E呵f0呵o〕蜆o〇一一〇〇一〇一蜆○蜆眈Eo〕．ゼ≧里三…oo…Z－oo〕蜆］0f←1　曳　　　　　　　　　　　　　メ　㌔　　　　　　　㌔1＼苗ノ＼ノ＼！＼㌧．∵ぺ∴∴“1ト！ 勢60支∴　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　目　　次部分プロファイル緩和によるリートベルト解析の高精度化…・…電子顕微鏡で見た磁束ピンニング点一………・・・・……………・…・高圧下における高温超伝導体の合成…・一…・・・・・・……………一・　特許紹介　　高圧容器　　　　　　　多糖類または多糖類・粘土複合多孔体とその製造方法…一お知らせ一　無機材質研究所創立30周年記念講演会…一・・・…　　　　　　　第24回無機材質研究所研究発表会……………・…メ　　モ…一一…・・一・……外部発表（投稿）………一・・部分プロファイル緩和によるリートベルト解析の高精度化　今やあまりにも有名になったリートベルト解析1〕はともかく、部分プロファイル緩和（partia1profi1e　relax－atiOn）というのは初めて耳にする言葉だろう。しかしそれを説明する前に、飛行時間（time－of－f1ight：TOF）型粉末中性子回折装置VEGA2〕について話しておかねばならない。　われわれは1983年以来、高エネルギー物理学研究所の中性子散乱研究施設KENSにおいてTOF粉末回折装置HRP3〕を稼働し、高温超伝導体を中心とする無機・金属化合物の構造解析に利用してきた。HRPは安普請の仮設装置にすぎず、計数効率があまりにも低いところに致命的な欠点があった。もっと高性能の装置を建設すべきだという声がしだいに高まり、数年の準備・製作期間を経て、1993年の秋から後継機VEGAの運転を開始した。VEGAは後方、90。、前方の位置に三つの検出器バンクを備えている（図1）。各バンクには棒状の］次元位置敏感型検出器（1D－PSD）を二次元的に敷きつめた。このような斬新な光学系を採用したのは、検出器を水平面上に並第4研究グループ　主任研究官　泉　富士夫、　　　’　　　　　　㌔　．・1・・4・5・7・8・8・9・11・11べる従来の方法では大きな立体角を確保できず、計数効率を高める上で限界があったからである。1D－PSDを使えば、デバイーシェラー環に沿って強度を合計できるばがりでなく、不感帯の存在によるロスを最小限に抑制しうる。30．b訂nkDetoctor　Shie1d 紅亀図1　KENSのTOF粉末中性子回折装置VEGA（1〕　リートベルト解析では、各反射のプロファイル形を近似するためのプロファイル関数が必要となるリ。TOF粉末中性子回折におけるプロファイルは減速材の材質・形状・温度、poisoni㎎の有無、光学系、検出器の種類・形状・配置などの多種多様な因子に影響されるため、物理的に意味のある式でプロファイルを表現しようとすると、どうしても観測パターンとのフィットが悪くなってしまう。HRP専用のリートベルト解析プログラム4・5〕では、二つのCo1e－Windsor関数6〕を（卜沢）：沢の比でたし合わせた経験式（以後、旧関数とよぶ）をプロファイル関数に採用していた。分解能がもっとも高いVEGAの後方バンク（△♂〃、2x　lO…3）で測定したSiの強度データを対象とし、旧関数により個々の反射のあてはめを行ったところ、旧関数はもはやVEGAの強度データには通用しないことがわかった。311反射に対するあてはめの結果を図2に示す。拡大部分から明らかなように、低波長側の裾で観測強度が計算強度（破線）より系統的に大きくなっている。15000あてはめを行い、七つのPPP、σo、の、η、σ。、γ1、γ。、沢（軌とη以外はHRP用プロファイル関数4〕中のPPPと同じ）を精密化した後、これらのパラメーターの格子面間隔（6）依存性を決定した。こうして求めた7つの式（18の二次プロファイル・パラメーターを含む）を新関数とともにTOF中性子解折用リートベルト解析プログラム4I5〕に組み込んだ。　このプログラムによりSi標準試料（NIST製SRM640b）の強度データを解析した結果を図3に示す。観測および計算パターンが実によく一致していることがわかる。κ困子は沢、。＝4．72％（∫＝R、。／凡＝ユ、02）、見＝3．35％、凧＝O．81％、κ＝O．60％ときわめて低く、等方性熱振動パラメーター3の値O．O049（4）nm2は文献値O．O046ユ㎜n2にかなり近かった。｛目目loooo｛0　　　5000壌20010001．伍25　　　　　　　1，6ヨO　　　1，62　　　　　　　　　　　　1，64　　　　　　　　　　　　］．66　　　　　　　　　　　　1．6君　　　　　　　　　　　　　〃A図2　Siの311反射に対する観測強度（白丸）、計算強度　　（上の曲線）、残差（下の曲線）。実線は新関数、破　　線は旧関数により計算した　旧関数では、ピーク位置より低波長側の部分はガウス関数そのものである。そこで裾における減衰の程度を減らすために、この部分を三つの一次プロファイル・パラメーター（Primary　Profi1e　Parameter：PPP）σo、σ、、ηを含む擬Voigt関数　F（△れ此）・…η（1＋△f書庇／2σ看）■1＋（1一η）exp（一△工書免／2σ｛）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　11）に変更してみた。ただし△㍍＝fr㍍くO、工三は去番圏のデータのTOF、㍍はピーク位置のTOFである。この新しいプロファイル関数（以後、新関数とよぶ）で311反射のあてはめを行ったときの児、。は2．50％であり、旧関数を用いたとき（児、。＝7．37％）に比べ激減した。低波長側の裾におけるフィットがきわめてよくなったのが、（王）式、第工項のローレンツ成分が追加されたためであるのはいうまでもない。　次に全TOF領域の反射に対し新関数による局所的な図3　VEGAで測定したSiのTOF粉宋中性子回折デー　　タをRIETAN－96Tで解析した結果　引き続き、種々の酸化物にも新関数を適縄してみた。その過程で気づいたのは、ひずみや結晶子サイズ効果によるプロファイルの広がりが回折指数肋（言い換えれば敵乱ベクトルの方向）に依存する試料でフィットがかなり悪くなることである。こういった異方的なプロファイルの広がりは、PPPがゴの滑らかな関数であるかぎり避けられない。新・旧両関数のいずれも、物理的な意味を放棄することと引き換えにフィットのよさを実現している。このような関数に異方約な広がりの倣z依存性を導入するのは不可能に近い。　いろいろ知恵を絞ったすえ思いついたのが、孤立した反射のPPPだけ二次プロファイル・パラメーターと独立に精密化するという意表をついたアイデアである7〕。孤立反射の近傍では局所的なプロファイル・フィッティングに切り替えてしまえば、PPPの洲依存性に関する仮定や近似はいっさい不要となる。重なり合った反射のプロファイル関数は、従来通り二次プロファイル・パラメ∴ターを用いて求める。ただし裾が重なり合った程度だったら、たとえたがいに重畳した反身寸でPPPを独立に精密化してもほとんど問題は生じない。全反射の積分強度とピーク位置は、通常のリートベルト法と同様に、それぞれ構造パラメーターと格子定数から計算する。高6（2）領域の反射のプロファイルだけしか緩和できないのは事実だが、この領域におけるフィットの改善が低♂領域でのあてはめにもよい影響を及ぼすのは明らかである。　PPPの∂依存性の式による東縛から一部のPPPを解放するということから、上記の技法を都分プロファイル緩和、それを導入した構造精密化法をプロファイル緩和リートベルト法（profile－relaxedRietveldmethod）と名づけた。新関数と部分プロファイル緩和の技法を導入するとともに、角度分散型圓折用のRIETAN－94畠〕で実現した最新の機能も盛り込んだTOF中性子回折用リートベルト解析プログラムの最新版がRIETAN－96Tである7〕。PPPを精密化する反射はユーザーが指定するようになっている。NativePowerPCcodeのアプリケーションであり、Power　Macintosh上で俊敏に動く。　異方的なプロファイルの広がりを呈するいくつかの試料にR肥TAN－96Tを適周し、部分プロファイル緩和の効果を確認した。もっとも劇的な例として、酸素欠損パイロクロア型酸化物T1・Nb・O・一冴の構造を通常およびプロファイル緩和のリートベルト法により解析した結果9）を図4に示す。ユO本の反射のPPPを精密化するリートベルト解析を行ったところ、児、。は4．98％から4，30％に、兄壬はO．86％からO．70％に低下した。｛白o｛目目（b）．　　　　　　　　　　　　　　‘〃A図4　（・）通常のリートベルト法と（b）プロファイル緩和　　リートベルト法でTl．Nb．O。一苗のTOF粉末中性子回　　折強度データを解析したときの観測（十字）、計算　　　（上の実線）、残差（下の実線）パターン　同様の手法は角度分散型回折法におけるプロファイル・パラメーターにも同様に適用できるであろう。とくにプロファイルの非対称性をうまく近似するのに有効だと予想している。一般にプロファイルの非対称性は2θが小さくなるにつれて顕著になる。この原因は軸発散、試料内都へのX線の侵入、平板試料の使用など多岐にわたるため、通常のプロファイル非対称化法ではどうしても補正しきれないことが多い。最低角領域の反射だけプロファイルの非対称性を専用の式（たとえばピークの左右で半値幅と減衰度の異なる擬Vo1gtあるし）はPearsonV亘亘関数）で表現すれば、それらの反射におけるフィットがはるかによくなる可能性がある。最低角領域では反射同土がまず重なり合わないので、部分プロファイル緩和法がその威力を遺憾なく発揮しうるのである。　本研究成果は1996年8月にNISTで開かれた中性子散乱のサテライト集会で発表したが、同業者であるアルゴンヌ圏立研究所のJ．D．Jorgensen博士は非常に高く評価してくれ、彼の特殊環境TOF粉末中性子圓折装置SEPDで測定したデータにもRIETAN－96Tを適用できるようにしてほしいと申し出てきた。その際、彼と意見が一致したのは、TOF粉末中性子圓折の場合、装置ごとにプロファイル関数を最適化しなければならないということである。新関数におけるPPPの∂依存性の式はもちろんVEGA用に最適化されており、部分プロファイル緩和と組み合わせることにより、フレキシビリティーがさらに増している。VEGAの場合と同様に最適化すれぱ、新関数はSEPDにもきっと通用するにちがいない。アルゴンヌに対する技術協カは、現在、前向きの方向で検討している。　サテライト集会の後、シアトルで開催されたIUCr国際会議にも出席した。その会期中にアメリカの研究者3人とともに中華料理の円卓を鰯んだが、最後にデザートとして出てきたfortunecookieのおみくじには、なんと“Leam　to　re1ax，avoid　nervous　strain”というご託宣が記されていた。適度の緊張や束縛から解放されると万事がうまく運ぶのは、粉末回折データの処理ぱかりでないらしい。　本研究を支援していただいた太田智子、及川健一、神山崇の諸氏に深く感謝する。なおR肥TANに関する最新情報は筆者のホームページ（http：〃www．nirim．go．jp／rzumi／）から入手できる。RIETANのユーザーの方々にはぜひご利用いただきたい。文献1）F．Izumi，“Appiicatio互ユs　of　Synchrotron　Radia－　tion　to　Materia1s　Ana1ysis，”ed．by　H，Saisho　and　Y．Gohshi，孤sevier，Amsterdam　（1996），　Chap，7．2）T．Kamiyama　et　a王．，Physica　B，213＆214，　875（1995）．3）N．Watanabe　et　al．，Jpn．J．Appl，Phys．，26，｛3）1164（1987）．4）F．Izumi，H．Asano，H．Murata　and　N．Watanabe，J．App1．Crystal1ogr．，20，41！（1987）．5）F．Izumi，“The　Rietveld　Method，”ed．by　R．A．　Young，Oxford　University　Press，Oxford（1993），　Chap．13．6）I．Cole　and　C．G．Windsor，Nucl．Instrum．Methods，171，107（1980）．7）T．Ohta，F．Izumi，K．Oikawa　and　T．Kamiyama，Physica　B，in　press．8）泉　富士夫，理学電機ジャーナル，27，No．1，18　（1996）．9）H．Mizoguchi　et　al．，to　be　pub／ished．電子顕微鏡で見た磁束ピンニング点STAフェロー　　Marco　Cantoni1．はじめに　大容量電気系に高温超伝導体を応用するためには、高温超伝導体をテープの形状に作ることが必要である。そのテープは比較的高い作動温度、高い磁場内で、高い臨界電流密度Jcを持たねばならない。高い臨界温度Tcの超伝導体の中では、いわゆるT1－1223およびBi（Pb）一2223が最も有力な候補である。これらは100K以上めTcを有する。しかし、これらで作られたテープのJcは作製法に強く依存し、単相あるいは単結晶の状態で測定された値には到達しない。透過型電子顕微鏡による原子レベルでの結晶構造の直接観察によれば、超伝導体テープの微細構造は非常に複雑であり、Jc値に強く影響することが分かった。ここではBi（Pb）一2223系テープにおける幾つかの微細構造、特に磁束ピンニング点を紹介する。2．超伝導体テープの微細構造　いわゆるPoweder－in－tube法（PIT）がBi系およびT1系高温超伝導体テープの製造に広く用いられている。高い臨界電流密度を持つ超伝導体テープを作るためには、機械的および熱的処理が幾つかの段階で必要である。まず、多段階の線の弓1張りおよびそれに続く複数回の圧延過程を経て高密度のコアを有するテープの形状を得る。テープの最終幅は2．5㎜、厚みはO．15mmである。超伝導体コアの幅は2㎜、厚みはO．05mmである。次に、熱処理および機械的処理（プレス）によって酸化物コアには超伝導体相と特徴的な微細構造が生成する。　酸化物コアには主要な超伝導体相だけあるのではなく固体焼結による複雑な形成過程として二次相（SP）および空隙（P）が生じるが、これらはテープ内の高温超伝導体の速結面積を減少させる。その様子を図1の走査型電子顕微鏡像に見ることができる。図2は対応する透過型電子顕微鏡写真である。非超伝導体相（NS）の存在、結晶粒の不規則な形状および積層欠陥（挿入部）の存在は、主要な超伝導体相の形成は未だ完成せず、さらに長い加熱時問が必要なことを示す。　物理的性質における強い異方性をもたらす層状構造は極端に二次元的な結晶成長を促す。最適条件下で作製されたテープでは、超伝導体相は数百ナノメーターの厚み図1　SEM反射電子像。P1孔、SP1不純物相。図2　短時問加熱処理した試料内のBi（Pb）一2223超伝導　　相のTEM象。NS：非超伝導相。電流は矢印の向き　　に流れる。挿入図は拡大像。（4）図3　最適処理を施した試料内のBi（Pb）一2223超伝導体　　のTEM像。SB：亜結晶境界（白円部）、TB：ねじれ　　境界、LB：大角粒界、V：小孔。結晶粒は密に接触　　している。図4　図3と同じ試料のTEM像。転位が整列してpure－　　tilt　typeの小角粒界を形成している（矢印部）。TB：　　ねじれ境界。挿入図（拡大像）内の矢印はねじれ境　　界を示す。および数十ミクロンの広がりを有する板状結晶を形成する（図1および3）。その際、ねじれ境界（TB）を通して隣接する結晶粒間の緊密な接触、小および大傾角粒界（LB）、亜結晶境界（SB）が超伝導体粒問の良い接触状態を実現するために重要である。さらに、最終段階でのプレスおよび加熱処理により、酸化物コアの密度が高められる。この機械的処理のために結晶板は曲がり、転位が湾曲部分に導入される。湾曲率の増加と共に転位は配列し始め、明瞭な亜結晶境界が形成される（図4の矢印部）。この小傾角境界はほぽ純粋なti1t－typeである。これらは磁束のピンニングのために重要な役割を果たすと考えられる。　さらに長時間の加熱で作られたテープでは、結晶粒界に非晶質相の非常に薄い層が生成することが観察された。これらは弱結合をもたらし、結果として低いJc値となる。　このように透過型電子顕微鏡観察は、良好な超伝導体テープの製造のための複雑な過程を理解するために重要な情報を提供する。また、高温超伝導体の可干渉距離は数十ナノメーターである。従って、このような微細構造を解析することは本質的に重要であり、これができるのは透過型電子顕微鏡だけである。3一展望　高温超伝導体は第二種超伝導体に属するから、磁場は材料から完全には排除されないでいわゆる磁束量子として局在する。電流が流れる時、この磁束線はローレンツカを受ける。磁束線の移動を阻止するためには、転位あるいは小さな欠陥のような非超電導領域がピンニング点として存在することが必要である。このピンニング点を観察し、特定するためには、磁束線の挙動を直接観察することが重要である。近い将来本研究所に導入される予定の極低温ローレンツ顕微鏡によって、“不可解な”ピンニング点がさらに詳細に解析されることを期待する。本研究は、無機材質研究所の堀内繁雄特別研究官および金属材料技術研究所の田中吉秋博士との共同研究によるものである。高圧下における高温超伝導体の合成COEフェロー　　MatveevA．T．　筆者はベラルーシのミンスク出身で、ベラルーシ大学、ベラルーシ固体半導体研究所において、固体物理、固体化学の研究に従事してきた。幸運にも、1995年に無機材質研究所STAフェローのポジションを与えられ、1996年には引き続きCOEフェローとして採用され現在に至っている。この問、無機材研における主な研究テーマは、高温超伝導体及び関連物質の高圧合成であり、この解説おお、なんと多くのすばらしき発見が　なされることか啓発の精神と手ひどい失敗を父とする経験とパラドックスの友である非凡とによって　　　　　　　　　　A．S．プーシキン（5〕では、筆者等の研究緕果を含めて、高圧安定超伝導相について述べてみたい。　1986年における、BednorzとMu11erによる、（La，Ba）・Cu○・系超伝導体の発見以来’）、新たな超伝導体の探索が世界中で続けられてきた。近年に至って、この分野における高圧合成法の有効性が共通の認識となりつつある。高圧下における合成は、温度に加えて圧力というもう一つのパラメーターを制御できることから、その有効性はもちろん高温超伝導体に隈るものではない。しかし、超伝導体においては、気相の酸素圧がその安定性に大きく関わっている場合が多く、酸素分圧を広範に変えることができるという点でも、高圧合成は大変便利な手法である。さらに、Hg，T1等の金属や、CO・、SO・、PO・等の酸素酸基など、高温で揮発する成分を含む系を完全な閉鎖系で処理できるのも、高圧合成の大きな特徴である。　高温超伝導体の結最構造の一例として、筆者等が発見したAlSr・Ca・Cu・α（Al一ユ223）の構造2〕を図1に示す。図　●　Cu　o　A1　●Sr　㊥C邊O◎0Ai－1223S－O州OSrOα吻C窩CuqCaαq図1　A1Sr・Ca・Cu・O・（Al－！223）の結晶構造の概略からわかるように、趨伝導体の構造は一般に、一枚もしくは、Ca等の金属面によって隔てられた複数枚のCuO。面を含む伝導層と、伝導層間に挿入されたブロック層とに分けることができる。図1では、SrO－A1O－SrOの部分がブロック層に、CuO。一Ca－CuO。一Ca－CuO。の部分が伝導傲こ対応する。ここで、伝導層内のCuO酒の枚数は変化し得るため、一般には、その枚数nを変数とする、ホモロガスな物質群、例えば、AlSr．Ca。一1Cu．O。、。。（Al－12（n－1）n）が存在することになる。　CuO。面は超伝導電流がここを流れるという点で、超伝導体にとって本質的に重要である。一方、ブロック層は伝導層を隔てて、系の2次元性を高めると共に、CuO。圃にキャリアーを供給する役割を担っている。このため、電荷浴という名前で1呼ばれることがある。CuO。面は銅をべ一スとする趨伝導相に共通のユニットであり、この部分の大幅な修飾は、例外なしに超伝導の消失へとつながる。しかし、ブロック層は、はるかに自由度が大きく、その構造や、構成元素を大きく変えることができる。従って、新しい趨伝導体の探索は、煎じ詰めれば、新たなブロック層の発見、又は、伝導層内のCuO。面の枚数の織御という2つの事柄に収東することになる。　高温超伝導体の安定性にとって、CuO。伝導層とブロック層のサイズの差が重要な意味を持つ。もし、CuO。面の面内における自然なサイズとブロック層のそれとが著しく異なっていれば、その超伝導体は安定に存在しない可禽匿／生カミ葺愈い。　一般に金属、酸素間の結合は、金属の種類、構造に依存した、熱膨張係数、圧縮率を持つと期待される。従って、温度、圧力を制御することによって、CuO。面とブロック層が同程度の寸法を持つような条件が設定できる場合がある。高圧環境が高温趨伝導体の合成にとって、極めて有効である理由の一っはここにあると考えられる。　例えば、高圧下では、Bのような小さな元素から成るブロック層を基本とする超伝導相、BSr呈Ca・一1Cu・O…茗が合成できる3…4〕。普通に考えると、Bを含むブロック層と、CuO。面の間には大きなサイズミスマッチがあると想定されるが、高圧下では、CuO。伝導層が相対的により大きく圧縮され、閲題のミスマッチが緩和される方向に向かうという解釈が可能と思われる。　一方、高圧環境下において非常にしばしば起こることとして、固溶領域の拡大があげられる。有名な例として、無隈層化合物（Sr，Ca。一、）CuO。がある。この物質はCuO。面とSr（Ca）面が交互に積み重なった、極めて単純な構造を持っており、高温超伝導体の母物質とも言えるものである。常圧下では、その固溶領域はx二〇．1近傍の極めて小さな領域に隈られるが、6GPa程度の高圧下では、x工O～1のほぼ全域に亘って園溶体が存在する。　もう一つの例として、我々の仕事を紹介する。炭酸塩型超伝導体（Cu，C）Sr．CaトlCu．O。。。ヨ（（C担，C）一ユ2（n－1）n）は我々が最近高圧下で発見した超伝導体系列である。Srの代わりに8aが入った系は、やはり無機材研において最初に検討され、最高Tc，n7Kを示すことで有名であるが5〕、Srの系でも、100K近いTcが観測されている。さらに、（Cu，C）面内のCし1，Cの配列に関して、Ba系とは異なった、規則配列が実現する場合があることから、興味深い系である。現在、この系のSrをCaで全鷺換することを試みているが、特定のnについてはそれが可能であることが判明しつつある。　次に高圧合成における、酸素圧の影響について述べてみたい。ほとんどの銅酸化物超伝導体はホールをキャリアーとする趨伝導体である。すなわちCuの形式電荷は2＋～2．5＋の間の値を取る。このため、高圧合成においては、出発原料に適当な酸化剤を混合する必要がある。酸化剤としてはKCユO豊、Ag・O等、酸素を放出して、超伝導（6〕体と反応しない物質に変わるものを使う場合と、SrO・、BaO。等趨伝導体の構成元素となりうるものを直接使う場合がある。どちらにおいても、酸化剤の量を増やせば、酸素圧は増大するが、それには限界がある。例えば、系がSrを含んでいる場合、あまり酸素圧を上げすぎると、SrO。がそのまま生成物として存在するといったことが起こるからである。　図に示したAl－1223がこの例である。Al－1234，A1一ユ245相は高圧下で比較的簡単に合成することができる6〕。しかし、A1－1233相の合成は非常に困難である。この原因はA1一ヱ223相が非常に高い酸素圧下でのみ存在する相であるからである。そのような高い酸素圧を実現しようと、SrO虚を増やしても、結局、SrO・がそのまま残ってしまい、ユ223相の安定領域を作ることはできない。我々は、A1Sr・Ca・Cu雪O・のCaを一部Yで置換することによって、この問題を解決した。2＋のCaを3＋のYで置換することによって、Cし1の平均価数は下がり、安定酸素分圧を低下させることができるのである2〕。この方法は簡単ではあるが、nが小さな相を安定化するのに極めて有力な方法である。　高圧合成は魅力的な手法である。これを活用することによって、高温超伝導の解明と、室温超伝導体の開発への道が開かれることを期待したい。　最後に、この間筆者の研究を終始サポートしていただいた、1ユグループ及び超高圧ステーションの方々に感謝して筆を置きたい。参考文献1）J．G．BednorzandK．A．Mu1王er，Z．I）hys．B64　（1986）189．2）A．T．Matveev　and　E，Takayama－Muromachi，　PhysicaC254（ユ995）26．3）E，Takayama－Muromachi，Y，Matsui　and　K．　Kosuda，Physica　C241（1995）137．4）T．Kawashima，Y，Matsui　and　E，Takayama－　Muromachげhysica　C，254（1995）13玉．5）T．Kawashima，Y．Matsui，E．Takayama－　Muromachi，Physica　C224（1994）69，6）M．Isobe，T．Kawashima，K．Kosuda，Y．　Matsui　and　E．Takayama－Muromachi，Physica　C　234　（ユ994）　120．一特許紹介一高　圧容器発明者沢囲　　勉（第王3研究グループ主任研究官）増田　安次（研究支援室機械設計開発係長）竹村　謙一（趨高圧カステーション主任研究官）出願番号　特願平6－2ユ7987出願日平成6年（1994）8月19Eヨ公開番号　特開平8－61501公開日平成8年（1996）3月8日　本発明は、高圧配管を接続したままの加圧状態で、鉛直面内で自在に團転できる機構をもつ、観察窓付の高圧容器である。　この高圧容器を考案した動機は、高圧結凝1成長に対する重力の効果を調べる必要が生じてきたことにある。これまで、我々のグループでは、圧カ変化により過飽和度を変化させて結晶成長を制御するという、結晶合成のための新しい試みをおこなってきた。この方法は操作速度が速いことから、短時間の微小重力実験への適用が検討されることとなり、重力効果の研究が課題となってきた訳である。発生圧力は最大2000気圧を貿指し、加圧状態で試料に対する重力の方向を禽由に変化し、試料の状態を顕微鏡により直接観察するのが目的である。　図に示したように、高圧配管の接続部を兼ねた支持足を中心として、容器を鉛直面内でスムーズに圓転させることができ、試料に対する重力の方向を容易に変えうる。試料観察は特定の位置に圃定した複数台の顕微鏡により行う。これにより、加圧状態を破ることなく、成長中の結晶等の試料に対する重カの方向を容易に変化させ、その状態の直接観察が可能である。　「重力効果の研究」という所期の昌的を離れても、本高圧容器は、実用上非常に操作性に優れている。加圧時には水平状態で観察すべき試料も、試料交換時には容器を垂直にし、作動油の流出を防ぐことができるので、効率的に実験を進めることができるからである。この点は研究目的にとっては本質的ではないが、研究現場において作業を進める上で大切なことであり、高圧技術を身近なものとするための要素技術である。（7〕「多糖類または多糖類・粘土複合多孔体とその製造方法」発明者中沢　弘基（第5研究グループ総合研究官）太田　俊一（第5研究グループ研究生）出願番号　特願平6－256186出願日　平成6年（！994）9月26日公闘番号　特開平8－92417公開日平成8年（1996）4月9日　いわゆる環境問題を、“材料”の視点で突き詰めて得た一つの発明である。天然の物質循環系は、地球表層の物質と生態系が織り成すシステムである。そこに、一生物種である人類が、人類の都合だけで、地殻に眠っている金属や石油を採掘して持ち込めば人類の増殖は果たせても、循環系は失調するであろう。さまざまな環境異変は、その最が自然の処理能力を越える域に達したことを示している。従って、金属や石油製晶の徹底した長寿命化と再利用化、およびそれらを地球表層物質で代替することが材料研究に求められていると考える。　本発明は、発泡ポリスチレン（石油製晶）を地球表層物質で代替する昌的で、かねて発明した粘土多孔体の、実周性をさらに高めたものである。粘土は生態系の一部を構成する代表的な地球表層物質であるが、粘土（スメクタイト）だけで造った多孔体は実用強度に若干の難があった。そこで、スメクタイトが有機物と新和性があり、生物の創る有機化合物も地球表層物質であるので、両者のゾルを混合し、凍結乾燥することで発泡ポリスチレンより圧縮強度の大きい多孔体を造ることに成功した。　本多孔体は緩衝材、梱包材、防音材、保温材として、発泡ポリスチレンを代替出来る機能と実冊性を有している。しかし、水溶性であるので、リサイクルが容易である利点と、水に濡れる条件では利用ができない難点を有す。また天然の多糖類には、当然それをエネルギー源とする微生物も存在する。従って、利用の条件によっては灘水や防徽処理が必要であろう。一お知らせ一創立30周年記念行事の一環として、「材料の究極を探る」というテーマのもとに、日本のこの分野の第一線の研究者による記念講演会を開催します。記念講演会の翌日に、例年開催している無機材質研究所研究発表会を開催します。　日時・プログラムは、次のとおりです。無機材質研究所創立30周年記念講演会日時　平成8年11月27日（水）1ユ時OO分～17時OO分場所　科学技術庁研究交流センター国際会議場　　　（茨城県つくば市竹園2－20－5）プ1コグラム11：OO　　　　開会1！：OO～1王：10所長あいさつ11：10～！王：20来賓祝辞11：20～互2：20　カーボンナノチューブ　　　　　　　　　日本電気㈱筑波研究所　飯鳥　澄男　　ナノ構造物質材料の研究が盛んである。私の研究手　段は電子顕微鏡で、研究対象はサブナノメートル領域　の物質である。無隈に広がる材料から何を選ぶかは研　究者に任されるが、電顕のユニークさを強調し、可能　な限り根幹に近い研究を採り上げてきた。ここで紹介　するカーボンナノチューブは、上記の条件をクリアー　したと思われるもので、固体物理、メソスコピック科　学、物理化学、材料学、結晶学、結晶成長、触媒、無　機化学、有機化学、など広範囲の研究者に知的刺激を　与え、その研究が盛んになりつある。王2：20～13：40’休憩　一昼食一13：40～14：40表面科学から表面原子操作へ　　　　　　　　大阪大学・理化学研究所　脊野　正和　　1972年に無機材質研究所に入所して以来20有余年、　途中で外部に転出したが、一貿して表面科学の歴史と　共に歩んできた。今になって歴史を降り返ると、1972　年は現代的な表面科学の“元年”といえ、この新しい　科学の歴史づくりに参函できたことを幸せに思ってい　る。最近の数年間は、表面科学における経験を総動員　して、原子を一個ずつ操る研究に熱申している。この　ような個人的経験を通して、表面科学の発展の道筋を　この機会に辿ってみる。14：40～15：40電子波で見る量子の世界　　　　　　　　　㈱臼立製作所基礎研究所外村彰　　電界放出電子線の開発によって、極微の世界を電子　波の位相情報を使って観察することが可能になった。　ホログラフィーの原理を組み合わせることにより、こ　れまで1／4波長にすぎなかった位相の測定精度を王／王OO　波長まで高めることができ、原子レベルでの厚さ分布、（8）強磁性薄膜の磁区観察、超伝導体磁東量子の観察等の極　限計測技術の新しい道が拓かれた。とりわけ、像の焦　点をはずすことによって位相変化を強度変化に疽し　て位相物体をリアルタイムで観察できるローレンツ顕　微鏡法によって、これまで目にすることのできなかっ　た磁束量子の動的挙動を捉えることが可能になった。15：40～ユ5：50休憩！5：50～ユ6：50超高圧カ発生技術の開発と新超硬質材　　　　　　　　料の合成　　　　　　　　　　　　無機材質研究所　山岡　信夫　　無機材質研究所では、遁去四半世紀にわたり超高圧　力発生技術の開発研究を行うとともに、これを用いて　ダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素（cBN）など超硬質　材料の開発研究を行ってきた。　　超硬質材料の開発は、利用できる圧力・温度と密接　に関係し、より高い圧力・温度環境ほど新たな材料を　生み出すことができる。我々は、より大きな空間でよ　り高い圧力と温度が発生できる趨高圧装置の開発に努　力し、その結果、多くの新規趨硬質材料を開発できた。　最近の成果と将来展望について講演する。1650～17：OO閉会の辞第24回 無機材質研究所研究発表会日時　平成8年11月28日（木）ユO時OO分～ユ7時OO分場所　科学技術庁研究交流センター国際会議場　　　（茨城県つくば市竹園2－20－5）プログラム10：OO　　　　開会！0100～王O：10所長あいさつ10：10～王O：55炭窒化ホウ素に関する研究　　　　前第6研究グループ　総合研究官　佐藤　忠夫’　　炭窒化ホウ素（BCN）は、炭素（C）と窒化ホウ素　（BN）の複合化合物として優れた耐熱・耐食性を有す　るとともに半金属から絶縁体にわたる電気特性の連続　変でヒや新しい性質が期待される新物質である。CVD法、　溶融混合物法、薄膜法などの様々な手法によりBCNを　合成して組成・構造・結合状態を調べた結果、BCNは　基本的にはBNの窒素が炭素で置換した構造または、　BN層とC層の互層構造をもつことなどを明らかにし　た。10：55～11：40　アパタイト系化合物に関する研究　　　　前第10研究グループ　総合研究官　田中　順三　　水酸アパタイトは生体新和性が高いため、人工骨材　料としての応用が期待されている。アパタイトの骨あ　るいは歯機能代替材料の創製を目指して圧力を用いた　良質・大型単結晶の育成、硬化性の良いアパタイトセ　メントの開発、禽己組織化を利用したアパタイト・蛋　自質の複合化、有機物との層状化合物の合成、生体内　で起こるバイオミネラリゼーションの検討、を中心に　研究を行った。得られた成果と今後の展望について報　告する。u：40～13：OO　ポスターセッション【休憩・昼食】ヱ3：OO～13：45酸化コバルトに関する研究　　　　前第14研究グループ　総合研究官　千葉　利信　　酸化コバルトを遷移金属化合物の典型の一つである　と捉え、その多様な特性を明らかにするための、単結13王4工4ユ5晶育成法、陽電子消減法、光物性測定解析法を高度化する研究について述べる。酸化コバルトそのものに関しては、FZ法で単結晶を育成し、陽イオン欠陥の凝集構造を調べたが、追及していた構造は、イオン結合性をもたらす酸素イオンの歪みに由来することが判明した。：45～14：30未知物質の探索に関する研究　　未知物質探索センター　総合研究官　小玉　博志　未知物質探索センターでは、発足以来5年間にわたって、未知物質の探索、及び、それに役立つデータの体系化、並びに、探索手法の開発に関する研究を理論と実験の両面から行ってきた。その結果を次の三つのサブテーマ「個体内結合状態の解明、構造予測及び合成に関する研究」、「未知物質創成のデザイン及び合成に関する研究」、r物質データの体系化に関する研究」に分けて報告する。　30～14：40休憩　40～！5：20放射光軟X線用分光材料の高晶質化に　　　　　　　関する研究　　　　第12研究グループ　主任研究官　田中　高穂　六十六ホウ化イットリウム（YB。。）単結晶を、放射光軟X線（1－2keV）の分光素子として利用するために、間接過熱FZ法で育成した。育成した結晶を、放射光を用いたラウエトポグラフィー、ロッキングカーブ測定などのX線圓折法により評価した。得られた高結晶性YB。。単結晶を放射光軟X線ビームラインに装着し、分光素子特性の評価を行うとともに、Mg，Al，SiのK一吸着端に対するXAFS濁定を行い、YB石漱X線分光素子の有用性を示した。：20～16：00　インテリジェント構造材料に関する研究　　　　　第3研究グループ　総合研究官　三友　護　高靱1生材料の作製を貿的としたジルコニア粉末の合成と焼結及びウィスカー強化材料の焼結の結果をまと（9）　める。次いで、亀裂進展のシミュレーションや亀製先端の原子レベルでの観察結果からセラミックスの破壊　の特徴を明らかにする。また、インテリジェント機能　に関連する基礎データを示す。最後に、亀裂に対する　　抵抗性を持つ亀裂診断型材料や強度回復性を示す亀　裂修復材料等のインテリジェント構造材料への展望を　述べる。16　00～王7：OO　ポスターセッションポスターセッシ昌ン交通のご案内炭酸アパタイト単結晶の合成と構造解析に関する研究リン酸カルシウム／ポリ乳酸共重合体複合人工骨材料の作製に関する研究東京方面からJR常磐線のご利用上野駅　　　　荒川沖駅、荒川沖駅東口　　（JR常磐線約60分）　　　　　　　　　　（僕陳バス約20分）千現一丁昌　　　会場　　　　　　（徒歩10分）※荒州沖駅から千現一丁目の間は定期バスをご利用下さ　い。又は、当研究所のマイクロバスが次の時刻に運行　しますのでご利周下さい。　（人数に隈りがございます。）　　　　！1月2閉　荒川沖駅東口発　10時20分　　　　11則8日　荒川沖駅東口発　9時20分東京方面から高速バス（つくぱセンター行）のご利用東京駅八重洲南口　　　　　千現一丁目　　　　会場　　　　　　　　｛爾速バス約60分〕　　　　　｛徒歩12分）※自家用車をご利周の方は会場の駐車場をご利周下さい。西犬通り西蔵筑波センター（禽速バス停）？土浦挙園線醜波大嫉キ至土浦駅＾り口■●’；㌶ヌ降軸　↑研究交流センター　2階國際会識場無機材研前桑荒劇11口沖駅方千バ現スー脩丁自無機材笈研究所　　　　　　　　　　　　至荒」l1沖駅科学技術庁　研究交流センターつくぱ布竹鰯2－20－5Tel．0298－51－1331（代表）Fax．0298一…6－0464（10）㌔ノ　　　　　　　　　L亡ノ’　　　　　　　　“し．人事異動坂本　孝史（管理部企画課専門職）　辞職小林　美智子（管理部研究支援室長補佐）　管理部企画課国際研究協力官に配置換　管理部企画課国際研究協力官の併任解除北見　喜三（管理部研究支援室局所計測技術係長）　管理部研究支援室長補佐に昇任長島　　隆（管理部研究支援室支援企画係長）研究会　管理部研究支援室局所計測技術係長に配置換鈴木　善之（管理部技術課施設係長）　管理部研究支援室支援企画係長に配置換大平　幹雄（管理部技術課管財係長）　管理部技術課施設係長仁併任　　　　　　　　　　　　（以上、平成8年8月1日付）新井　正男（未知物質探索センター研究員）　未知物質探索センター主任研究官に昇任　　　　　　　　　　　　（以上、平成8年10月1日付）年　月　日 研　究　会　名 題　　　　　　　　　目8．8，14 第3回先端材料研究会 ダイヤモンド繊維の合成と応用8．8．23 第4回先端材料研究会 ダイヤモンド合成における気相反応の質量分析法による研究8．8，23 第ユ5回無機・有機複合体研究会 ゼオライトA中の銀クラスター8．8．29 第3回生体活性材料研究会 ポリ乳酸一リン酸カルシウム系複合体の医学応用と動物実験8．9．12 第2回ソフト化学研究会 電気泳動によるセラミックス複合体の合成8．9．13 第3回超微細構造解析研究会分子軌道計算を用いた表面電子状態及び衝突過程の研究と現状について外部発表投稿　　　（登録番号3587～4310は無機材質研究所平成7年度年報に掲載）登録番号 題 目 発　　表 者 掲　載　誌　等4311 Rate　equation　for　grain　growth　with　two一 田中　英彦 Materia1s　Science　Foramspheremodel 204－206，349－354．19964312 Effects　of　ion　beam　irradiation　on　the　crys一 菱田　俊一 大吉 啓司 Materia1s　Research　Soc一tallization　of　copPer　films 末原　　茂 相澤 俊 iety　symposium　proceed一ings　396，　195－199．　1996．4313 第一原理分子動力学法と擬ポテンシャルデータ 小林　一昭 計算工学会論文集Vol．1，べ一スと物質設計 19964314 Crysta1structure　of　the　superconductor　Ca2Sr2 N．R．Khasanova泉　富士夫 室町PhysicaC258，227－235，Cu昌GaOg　synthesized　at　high　pressure 英治 1996A．W．Hewat4315 Electron　density　of　icosahedral　Zn－Mg－Y　qua一 山本　昭二 S．Weber佐藤　　晃 加藤 克夫Philosophical Magazinesicrystals　determined　by　a　six■dimensionaI Letters 73，　247－254，maximum　entropy　method K．Ohshima 1996．A．P．TsaiA．NiikuraK．HiragaA．InoueT．Masumoto4316 A　new　method　of　describing　crystaI　structures N．R．khasanova泉　富士夫Proceedings　of　the8thfor　high－T．superconductors　and　re1ated　com一 International　Symposiumpounds on　Superconductivity（ISS’95）285－28843！7 Layered　niobium　oxides－pillaring　and　exfol一 堂免 一成 海老名保男池田 茂 田中 彰Catalysis　Today28，167一iatiOn 174．1996．野村 淳子 丸谷 健一4318 Corrosion　of　ceramics　in　potassium　soIution 羽田 肇 菱田 俊一啓司 三橋 武文Proceedings　of　MATERI一大吉 AL　CHEMISTRY’96663－667．1996．4319 Ion　beam　induced　morphoIogical　changes　in 大吉　啓司 菱田 俊一和田　健二 末原 茂Proceedings　of　the　Inte一Si1iCaglaSS相澤　　俊 肇mational　Symposium　on羽田 MC’96，775－780．1996．（11〕4320 Ion　beam　induced　crysta1lization　of　copper　fi一 菱田 俊一 大吉 啓司末原 茂 相澤 俊Proceedings　of　the　inte一1mS mationaI　Symposium　onMC’96781－786．1996．4321 Preparation　of　BaTiO彗／Hg0／Si（100）multi1a一 菱田 俊一 金 相変大吉 啓司Proceedings　of　the　Inte一yer　structure　by　RF　sputtering mational　Symposium　onMC’96559－567．1996．4322 初心者にもよくわかるエンジニアリングセラミッ 三友 護 機械設計40，76－89．1996．クスの基礎知識4323 炭化ケイ素の液相焼結 三友 護 セラミックス31，563－566，1996．4324 炭化ケイ素の多形と積層欠陥 ’田中 英彦 セラミックス31，555－558，1996．4325 Surface　ChemicaI　Ana1ysis－Information　For一 吉原 一紘 吉武 道子 Journa1of　Surface　Ana一matS 福島 整 古川洋一郎笠村 宏司1ysis　2．70－74．　1996秀明 二澤志知 雄志 田中 章博4326 量子化学計算による表面電子状態 斉藤 幸喜 福島 整 Joumal　of　Surface　Ana一lysis　2，　164－175．　1996．4327 The　out1ine　of　spring－8and　the　pIan　of　the 福島 整 Proceedings　of　JPN－GNbeam1ine　of　NIRIM WS　on　the　Use　of　USWPhotons　andγ一rays　Figh一Precision4328 Chemica1state　analysis　by　high　energy　x－ray 福島 整 Proceedings　of　JPN－GNfluorescence　spectra WS　on　the　Use　of　USWPhotons　andγ一rays　Figh一Precision4329 立方晶B－C－Nの静的高温高圧合成と相安定性 中野 智志 NEWDIAMOND12，2－7，1996．4330 Preparation　and　characterization　of　uItra　fine 守吉 佑介 Y．Shimizu隆正 小松正二郎Proceedings　SymposiumB－C－N－O　powders　by　using　a　dc　arc　plasma 石垣 0n PIasma Science for渡辺 隆行 神沢 淳 Materia1s49－53．19964331 Metastable　eutectic　reaction　during　in－fight X．Fan 石垣 隆正佐藤洋一郎Proceedings3rd　Asia－P一inductionplasmatreatment　ofMoSi．powders asific　Conference　on　PI一asma　Science＆Techn一o1ogy341－346．　19964332 Titanium　carbide　powders　modified　by　in－fight 石垣 隆正 羽田 肇田中 守吉 佑介Proceedings3rd　Asia－P一induction　plasma　treatment 順三 acific　Conference　on　P1一asma　Science＆Techn一o1ogy　559－563．　19964333 Growth　and　characterization　of　Si－doped　dia一 G．Sittas 神田 久生 Diamond　and　ReIatedmond　sing1e　crysta1s　grown　by　the　HTHP I．KifIawi Materia1s5，866－869，method P，M．Spear 1996．4334 新しい人工骨材料の開発 菊池 正紀 超 晟伯 バイオインダストリー13，有機 無機複合化技術 田中 順三 28－34．1996．4335 Oxygen　tracer　diffusion　in　single－crystaI 坂口 勲 羽田 肇 Journa1of　Solid　StateCaTi03 Chemistry124，！95－197．19964336 Charactreizations of SeVera1 cubic phases 中野 智志 赤石 實 Materia1s　Science＆E一direct1y　transformed　from　the　graphitic　BC2N 佐々木高義 山岡 信夫 ngineeringA．20926－29，1996．4337 実験進化学手法によるハイブリット型人工器官の 西原 克成 丹下 剛 人工臓器25，753－758．1996．開発と新しい免疫学の概念 松田 良一 瀬野 久和梁井 咬 藤井 和子田中 順三 広田 和士4338 ナノスペースラボ 田中 順三 材料開発ジャーナル材料のインテリジェント化一 BOUNDARY12．13一ユ9．19964339 Equation　of　state　of　coba1t　up　to79GPa 藤久 裕司 竹村 謙一 Physical　Review　B54，5一7．1996．発　行　1ヨ編集・発行～旧1n平成8年1ユ月1日　第160号科学技術庁無機材質研究所NATIONAL　INST1TUTE　FOR　RESEARCH　IN　INORGANIC　MATERIALS〒305茨城県つくば市並木／丁目ユ番電話0298－51－3351FAX　0298－52－7449（12）