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無機材質研究所

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[無機材研ニュース第148号](https://mdr.nims.go.jp/datasets/db3f8b31-528b-425b-9ac5-1668025a7ce1)

## Fulltext

無機材研ニュース第148号七〇一．ゼEoo一一〇E蜆E0一垣o］’ooo－o0＝あ○眈oo一］o－E0．ooo］10－0E0f000蜆o〇一一〇〇一〇一蜆○蜆ωEo．ゼ≧里皇oo…Z－o○餉］0f←第148号就任の　ご挨拶　この度、藤木良規前所長の後任として、所長の職を拝命致しました。就任に当たり一言ご挨拶申し上げます。　当所は、「無機材料が、将来、先端産業の重要な基盤を形成する」との確信をもたれた多くの方々のご努力により、昭和41年に誕生いたしました。　以来、基礎的な研究に重点を置き、研究者の自主性を尊重し、グループ研究のテーマに関しても概ね5年後の解散再編成を前提とした提案制を採用、個々の研究者の責務への自覚に支えられた柔軟な運営を心掛けて参りました。現在、このグループ研究は、続いて設置されたステーション（超高圧）やセンター（未知物質探索、先端機能性材料研究）における研究と連携を保ちながら、良い成果をあげております。この基本方針はこれからも大事にして行きたいと考えております。一方、国立研究所が担うべき研究対象の長中期的な展開を的確に行うため平成6年11月所長　猪股　吉三には、プロジェクト研究の導入は是非とも必要であり、グループ等で行われている経常的な研究との調和に配慮しながら将来を切り開いて行きたいと考えています。　当所は、このような取り組みで、これまでに、材料科学の視点から、無機材質研究の大きな流れに幾つかの先鞭をつけ、次第に中核的な研究機関としての機能を高め、当所に滞在する内外の研究者の数も次第に増えてきております。これからも様々な機会を捉え、多くの研究機関、研究者との連携を深めるよう努力したいと存じます。　最近の科学技術会議からの提言でも指摘されましたが、いま、多くの研究機関には、これまでよりも、より基礎的な領域で、大きなインパクトをもたらすような研究の展開が期待されており、当所も例外ではありません。当所はこれまでも、基礎的な研究に重点を置いてまいりましたが、この様な社会全体の動きに配慮しつつ、当所の特徴を活かし、研究環境の整備を図り、先端科学技術の基盤の形成に寄与して行きたいと考えています。　研究所の運営に関しましては、内外の有識者からの提言を尊重し、研究資金の活用や研究領域問の人材のバランス等に心掛けながら、この課題に、果敢に挑戦して行くつもりです。　最近の経済活動の停滞から、我が国の新材料に関する研究投資も減少した、といわれますが、材料は、これからも技術の基盤としての地位をますます高めて行くことでしょう。中でも無機材質は、極めて多様性に富み、将来の夢に満ちています。当所のよき伝統を活かしながら、全職員が心を一つにして、現状の打開と今後の活動の展開に努めたいと存じます。　皆様の一層のご指導ご鞭捷をお願い申し上げます。（1〕ダイヤモンドの光学的研究先端機能性材料研究センター研究員1．はじめに　ダイヤモンドは科学の対象としてとりあげられた初めての物質の一つであり、その多くの紳秘を解き明かすことにかかわった科学者の錘々たる顔ぶれは圧巻である。ニュートン、アインシュタイン、ラマン、ブラッグ親子などの名前が連なっている。このような科学的意味での特異な魅力はダイヤモンドが共有結合性結晶の原型であるということからきている。その基本構造と化学は理論的研究の理想的な対象である。　宝石として他の追随をゆるさぬ地位をしめるダイヤモンドの輝き、また多くの抜きんでた性質、すなわち極めて高い硬度、熱伝導度、音速、極めて低い比熱、広い波長域での透明性、化学薬晶に対する耐食性は、いずれも二つの特徴に起困している。すなわち、炭素原子が比較的小さな原子であることと、ダイヤモンド格子中で強い結合を形成していることである。この特徴はまた、不純物が格子に入るためには大きさの制約があり、大きな結合エネルギーこうちかつ必要があることを意味する。他の天然結晶に比較し、結晶に取り込まれる不純物の種類が少ないのはこのためである。　現在ダイヤモンドの格子と結合をつくることが知られている不純物は窒素、ニッケル、水素、シリコンのみであ乱しかし、この比較的少ない不純物と放射線損傷による欠陥、例えば空孔や格子簡炭素、との組み合わせにより70以上の異なった、格子振動モードと結合した吸収あるいは発光帯が生じる。　これら原子サイズの不純物（いわゆる「点欠陥」）の制御がダイヤモンド研究における中心約課題である。なぜならば、これらの不純物が光透過率、電気伝導度、熱伝導度などを支配するからである。　わずかな濃度の不純物が性質に大きな影響を与え得る。例えば、！00，000個に1個の炭素原子が（例えば電子線照射によって）欠けると、本来無色であった結晶が濃い緑色を示すようになる。これは中性空孔が赤の波長領域に吸収をもつためである。天然ダイヤモンドは12Cを98，9％、1富Cを1．1％含んでいるが、ジェネラル・エレクトリック社は同位体比率を変え、12Cを99．9％にすることによって、熱伝導度が50％増加することを示した。　このような不純物の同定は、次の段階でその制御につながるものであり、ダイヤモンド研究で重要な位置をしめている。ここでは、無機材質研究所で行われた研究、あるいは共同で行われた研究を中心に、光学的なキャラクタリゼーションの手法について述べる。サイモン・ローソン2．不純物のキャラクタリゼーション　前項で述べたように6種の化学的不純物が70以上の異なったバイブロニックなスペクトルを与える。このような多様な変化はこれらの欠陥が異なった構造をとるためである。（例えば、HOO℃で熱処理すると、孤立して分敬した窒素は移動して、ペアあるいはより多数の窒素が集合し凝集中心を形成し、また7附Cで熱処理すると空孔が窒素中心に向かって移動する）。このように、欠陥の化学種を決定すると共に原子の空間的配置を決定することが要求される。　電子スピン共鳴（ESR）はこのような園的に非常に有周な手法であるが、欠陥中心がESR不活性な場合（すなわち不対電子を持たない場合）には、光吸収、発光測定に依存することになる。点欠陥の化学種と対称性を決定する方法に入るまえに、典型約な点欠陥の吸収スペクトルのもつ特徴について述べる。302520151（〕5O　1，693cVZPL■／Ph。㎜H苫ヨ化㎞M1．6　　　i．7　　　1．8　　　1．9　　　2．0　　　2．1　　　2．2　　　2．3　　　2．4　　　2．5　　　　　　　P110to11E11ergy（eV）図ユ　高圧合成ダイヤモンド申の窒素一ニッケル中心に　　よる吸収スペクトル　図1の1，693eVにるあ鋭い吸収線はニッケルー窒素凝集中心の基底状態から第ユ励起状態への電子遷移によるものである。この純粋な電子遷移による吸収はゼロ・フォノン線（ZPL）と呼ばれる。より高いエネルギー側にある幅の広い吸収線は欠陥と結晶格子の相互作用に由来するもので、この系のrバイブロニック．・サイドバンド　（vibronic　sideband）」（“VIBRationaI＋e1ectrON一至C”0）意）と総称される。この励起過程では電子軌道の遷移と共に、最近接原子の振動が誘起され、振動エネルギーは主として欠陥の対称性と質量に依存する。欠陥と格子原子を結ぶ力の定数が母体の結晶格子を構成する原（2）子間の定数より小さい場合、あるいは欠陥の質量が母体結騒を構成する原子より重い場合には振動量予（フォノン）のエネルギーは母体格子に許される最高値（165．5meV、ユ332㎝…’）よりも低く、この振動は結晶格子を伝搬することができる。しかし、力の定数が大きい場合（格子閥型不純物はしばしば見いだされる）あるいは質量が小さい場合には許容値よりも大きなエネルギーをもつ振動モードが生じ、欠陥からあまり遠くへ伝搬することができず、ZPLと同様な鋭い吸収線を与える。これらの、いわゆる「局在振動モード」は、後に示すように、欠陥の化学種を決定する際に利用される。フォノンのエネルギーはZPLのエネルギーから、それぞれの吸収線のエネルギーを差し引くことによって求められる。発光では、サイドバンドはZPLよりも低エネルギー側に現れる。　点欠陥の対称性は、一軸性の応力あるいは磁場（ゼーマン分裂）の下でのZPLの挙動から決定することができる。化学種は特定不純物を同位体で置換し、これによって生じる局在振動の振動数変化を解析することによって決定できる。1）一轍性応力下での測定　遜常、応力は結最軸＜O01〉、＜1u〉および＜ユエO〉方向にかけられ、これら一轍性応カにたいするZPLの応答に注目する。欠陥は結晶格子中で配向をもつために、吸収あるいは発光は異方性を示し、その対称性は欠陥構造の対称性によって一義的に決定される。欠陥がn回の対称性をもつ対称轍をもつ場合、結晶中に12／i一本の等価な対称軸で表される欠陥が存在し得る。一軸性の応力を加えることにより、加圧軸と対称轍のなす角度の違いによって異なった影響を受け、異方性が顕在化する。すなわち一軸性の応力によってエネルギー縮退が解け、ZPLは対称轍と応力轍のなす角度に応じて分裂する。これら分裂したピークの偏光特性、強度、エネルギー間隔の変化を調べ、群論を適周することによって欠陥の対称性を決定することができる。ダイヤモンドの場合、成長過程で取り込まれた不純物は四面体構造あるいは三方晶系といった比較的高い対称性を示すことが多く、一方熱処理は欠陥の凝縮をうながし、対称性を低下させ、この結果斜方晶系あるいは単斜晶系の対称性をとることが多い。2）同位体シフト　不純物の質最変化は振動エネルギーの変化をもたらす（質最変化は電子エネルギーにも変化をもたらすが、この扱いはずっと複雑で、かつわずかな変化しか与えないのでここでは取り扱わない）。局在振動モードについては質量の変化に伴う振動数の変化は簡単な式E1／E・＝πで表される。ここでμ、は欠陥中の不純物同位体の換算質量を表す。　このような原理で、例えば同位体1彗Nあるいは’3Cから成るダイヤモンドの局在モードの振動数変化を測定することにより、欠陥が窒素あるいは炭素に関連したものであることを決定できる、すなわち欠陥の化学種を決定できることになる。このような手法により、当所の神田博士によって合成された’5Nあるいは…℃から成るダイヤモンドを用いて窒素あるいは炭素に関連した多くの欠陥の化学種を決定することができた。3）最近の研究　最近の当所における研究で、ニッケルを含んだ高圧合成ダイヤモンドを熱処理することにより多くの吸収線が現れることが示された。この処理によってダイヤモンドは葵しい黄金色に変化する。種々の触媒一溶媒から合成されたダイヤモンドの欠陥構造を詳細に検討し、また熱処理過程でおきる窒素不純物の凝集状態の変化を調べ、この数多くの吸収線がニッケルー窒素の複合欠陥であることを提喝した。最近のロシアで得られたESRの結果はわれわれの提案した構造を支持している。また、ニッケルに起因すると考えられる新しい発光帯を見いだした。さらに、ほう素をドープした気相合成あるいは高圧合成ダイヤモンドに紫外部で新しいカソードルミネッセンスが見いだされ、ほう素に起因するものであることが示された。現在渡趨、関田両博士と共同で行っている研究では、空孔センターの種々の荷電状態間の電荷移動に起困すると考えられる吸収スペクトル彩状の光励起に伴う変化を調べている。今後の進展によって、窒索欠陥の正に荷電した状態が存在すること（通常は中性）を初めて立証できることを期待している。3．おわりに　最後に、無機材質研究所の研究者、管理部職員の皆様のご親切、Eヨ常のいろいろな事柄についてのご援助など、私の滞在を楽しく、本当に実り多いものにして下さったことに感謝の意を表します。ダイヤモンドグループでの議論から、私はダイヤモンド合成について多くを学び、当所での研究活動は私にとってたいへん有益なものでした。無機材質研究所から得た知識の方が、私が与えることができたものより多かったことは少し残念に思いますが、いつの臼か、私を援助して下さったすべての方々にお役にたてるようになることを願っています。（3）二段式軽ガス銃衝撃圧縮合成装置超高圧カステーション主任研究官　関根　利守豆一はじめに　衝撃圧縮は熱力学的にエントロピー増加を伴う断熱圧縮であるため、化学合成場としてユニークな動的状態をごく短時間実現させる。この状態は流体力学的な圧力を発生し、しかも材料の強度を濫かに越えた圧力発生が可能な点で静的圧力と原理的に異なる。従って、比較的多董の試料に対して高圧処理が可能である点、比較的容易に10GPa以上の圧力を利用できる点、圧力と温度を同時に加えられる点、圧縮状態からの解放過程は断熱膨張で急速急冷が可能である点、高圧処理時間に制限がある点などの特徴がある。表1には、静的圧縮及び動的圧縮による趨高圧の発生法についてまとめてある。　このような衝撃圧縮法を物質合成のための化学合成法として有効にかつ適切に利用するための基礎を確立するのが本装置導入の目的である。！985年に導入された一段式火薬銃では火薬燃焼高温ガスで加速し、衝突速度が約2km／sまででその達成できる圧力は約50GPaに柏当する。衝撃圧縮の特徴の一つである強力な圧カ波を利用すると言う観点からは、ダイヤモンドなどの合成は可能なものの、もの足りない圧力領域に隈定されている。ユOOGPaを越える強カな数Cm1程度の平面衝撃波を固体中に発生するためには、比較的重い飛翔体（弾丸）をより高速まで加速できる二段式軽ガス銃の利周法が有利である。国内に　　　　　　　表ユ　趨高圧力の発生法静的圧縮法（準静的を含む）　ガス圧、液体圧、固体圧動的圧縮法　（1）衡撃圧縮　　ユー1　爆薬法　　ユー2　衝突法　　　　　　　爆轟ガス　　　　　　　火薬燃焼ガス　　　　　　　高圧ガス（不活性ガス）　　　　　　　二段式圧縮軽ガス　　　　　　　電磁力　　　　　　　大電流による箔爆発　　　　　　　レーザ照射によるアブレッション　　　　　　　電子ビーム照射によるアブレッション　　1－3　急速加熱法　　1－4　核爆発　　1－5　衝撃波の干渉、回折、反射など　　　　　　　マッハステムなど　（2）等エントロピー圧縮（擬等エントロピー圧縮を含　　む）　　　　磁場圧縮法など　（3）衝撃波を伴わない動的圧縮　　　　ダイナパックなどはヘリウムを駆動ガスとする二段式軽ガス銃が主に稼動していて、秒速4km程度までの飛翔体速度が得られている。米国などでは駆動ガスとしてより有利な水素を使用する二段式軽ガス銃が主に使われている。国内的にも新しい物質や材料の開発、物質科学などの研究のために更に高速まで安全に加速できる大型で、水素まで駆動ガスとして使縄できる二段式軽ガス銃装置が必要であり、そのために設計試作を行った。現在、試験発射中である。本稿はその二段式軽ガス銃（MRIM2ST－1）の概要の紹介である。2．仕様と作動原理　図1は二段式軽ガス銃の外観写真である。表2には各部の大きさ及び性能が一段式火薬銃と比較されて、まとめてある。衝撃銃法による衝撃波の特長は（ユ腫い飛翔体の加速で高い衝撃圧力が得られる、12）平面性の良い衝撃波が発生し解析が容易である、（3）試料の初期状態を容易に変えられ種々の実験が可能である、（4）広範囲な衝撃条件が自由に選択できる、などである。　図2にはNIR至M2ST一ユの全体の構成図が与えられている。作動原理及び各部の役割は図3に基づいて説明しよう。火薬室は固体火薬（主として無煙火薬）を密閉容器中で燃焼させ発生する高温高圧ガスに耐えられるように頑強に設計され、かつ火薬室近傍の圧縮管入口に挿入されたピストン（図3t。参照）をこの燃焼ガスで加速するための金属板ダイヤフラム（第一ダイヤフラム）が置かれる。このダイヤフラムの厚みでピストン加速闘始時の圧力は調整される。ピストンは冷却した状態で圧縮管に挿入する。火薬室の内容積は使用火薬量によって決まり、最大王kgの火薬量まで使用できるように設計された。ピストン重量はユ～8kgまで変えられる。圧縮管は長さ8m、内径80mmの肉厚円筒で最初軽ガス（水素やヘリウム）を数気圧程度まで充填し、ピストンの移動に伴い軽ガスは中央ガス溜に断熱圧縮される（図3t1参照）。ピストンの圧縮管移動中の速度を検出するためにピストンの前後圧力の履歴を測定し、それらの時間差から速度を算出できる。中央ガス溜は軽ガスがピストンで圧縮され発生する高温高圧ガスに耐えられるよう多層構造をとり内側は自緊方式となっている。また圧縮管と発射管を連結する役割と高速で飛んでくるピストンを停止させる役割をするために内径は圧縮管の内径から発射管の内径まで円錐状に狭まっている。ピストンはその先端を円錐状に変彩しながら停止する（図3t。参照）。また、火薬室と同様に飛翔体の加速開始圧力を高めるために金属板ダイヤフラム（第ニダイヤフラム）が発射管との接続部に設け（4）に一。」十一図1　二段式軽ガス銃（NIRIM2ST－1）の外観写真。火　　薬室側からチャンバー方向を見る。　　　　　　　　表2　性能比較　　　　　　　　　］段式火薬銃　　二段式軽ガス銃設置年　　　　　　　1985　　　　　　1994全長　　　　　　　　9．2m　　　　　　21，5m最大使用火薬量　　　2509　　　　　1000g発射管　長さ　　　　　5m　　　　　　7m　　　　口径　　　　　30mm　　　　　25mmと18mm圧縮管　長さ　　　　　　　　　　　　8m　　　　口径　　　　　　　　　　　　80㎜飛翔体重量　　　　40～1009　　　　10～25g到達衝突速度　　　　2．1㎞／s　　　7㎞／s（設計値）到達圧力串　　　　　50GPa　　　　300GPa到達温度　　　　　　3000℃　　　　　！000ぴC持続時問　　　　　O．5～4μ秒　　　〇一2～2μ秒圧力場容積　　　　　　1cmヨ　　　　　O．5c㎡＊銅と銅との衝突による圧力値全長　21．5mチャンバー高さ1．1m丁火薬室　†圧縮管8・o　　　O　　　　　　O　　　　O　　　　O　　　　　O中央ガス溜→ト 発射管・・十計測部o　　　　　o　　　　　o　　　　o　　o図2　二段式軽ガス銃（NIRIM2ST－1）の全体図火薬室　　　圧縮管　　　ψ央ガス溜　　　　発射管t□固体正藁／1ス／（ガス1＼飛榊　　　　第」ダイヤフラム　　　　　節ニダイヤプラムt　l士！tヨチヤンバー　　　巨コ貞フ試料鮒　　　　　　　　　　　　　　　巨コ戸　　　’’㌻火藁燃焼ガス　　　圧繍鮭ガスI、ポ巨］図3　二段式軽ガス銃の作動原理の説明図られる。最も高圧力の作用する中央ガス溜と発射管の接続部及び最初の発射管同志の接続部にはOリングと組み合わされた金属シールが使われている。発射管は飛翔体を最終的に高速まで加速するために長さ7m、内径25mmと18㎜の2本を有し、互いに交換できる構造になっている。それぞれ4本つなぎで先端部は試料チャンバー内の計測部に突き出している。その計測部では発射管出口から飛翔体は射出し自由飛行に移る（図3t冨参照）。試料ターゲットに衝突するまでの問に飛翔体の速度と姿勢を検出し、更に試料のその場観察用のトリガー信号を発する。計測部には観測用の種々の窓がある。飛翔体速度は連続X線ビームを飛翔体が切断する信号を測定することによって算出し、姿勢は35n秒間X線をフラッシュさせることによる投影写真で検出する。試料室チャンバーは最初圧縮管中に充填してあった軽ガスがチャンバー内に移動しても内圧が陰圧になるよう充分大きな内容積をもつ。約4000リットルである。発射前には発射管及び試料チャンバーはO．1トル程度まで真空引きする。3．水素ガスの使用　現在はまだ試験発射中で軽ガスとしてヘリウムを使用しているが、ヘリウムより水素の方が分子量を小さく、音速も速いのでより高速までの加速には有利である。比熱を見ると水素の方が大きく同じ様に圧縮すると温度が上がらない分だけ損のように思われるが、実際はヘリウムを使って強く圧縮し温度を上げ過ぎると中央ガス溜の（5）80006000く昌越類　4000母黒驚20004000亀　3000ε只出憎　2000粗茸疑驚　　100018 ！8．5　　19　　19．5　　20時間（mS）18 18，5　　19　　王9，5　　20　　　時間（mS）図4　MRIM2ST－1二段式軽ガス銃の典型約な数値計算の結果。　　　ピストン重鑑7kg、飛翔体重最ユOg、初期水素圧1．2Mpa、火薬　　　量500gの場合。時閥は火薬に点火した時を基準にしてある。高温高圧ガスの接触する都分や発射管内面は工ロージョンを受け損傷が激しくなり長期の使用に耐えられなくなる恐れがあ乱従って、ヘリウムでは高速化は困難であると言うのが通説である。水素を使った場合の注意はまず第一に安全対策である。水索の漏洩に対しては漏洩をなくすと同時に、設備的には天丼を高くし、高い位置での電気系統は防爆ないし自動的に電気が切れるようにした。水素の爆発隈界より遼かに低濃度に対してレベルの設定された検知讐報器の設置だけでなく、検知された場合には自動的に排気が出来るように自動ベンチレーションが備わっている。水素脆性の間題も考えなけれぱならないが、金属の深部まで高温に達するとは考えられず当面は大きな間題ではないと思われる。　水素を駆動ガスとして使用したときの典型的な場合の計算機シミュレーションの緕果が図4に示されている。発射管口径25㎜を使周して、火薬量500g、ピストン7kg、飛翔体重鐙10g、初期水素圧1．2MPaの場合である。この場合で見るとピストン速度は圧縮管出口約2m位手前で最高速度に達し、その後は圧縮軽ガスの反発力の影響が大きくなり急激に減速される。と同時に中央ガス溜での軽ガスの圧力は更に急激に増加し、パルス圧としてはO．6GPa程度までになると算出される。軽ガスの圧縮の段階でこの気体中に短時間衝撃波が発生しパルス波的な圧力増加が繰り返し起きる。第ニダイヤフラムはO，1GPa程度の圧力で破断し最大ピーク圧になる前に飛翔体の加速が開始する。この例では発射管出口での速度は7．ユkm／sと算出される。このような計算は二段式軽ガス銃のような複雑でパラメータの多い場合に対してはパラメータの設定に有効である。4一今後の計画　現在まだ試験発射中であり、安定性、操作性及び計測器類やトリガー信号の確認などの碩目についてチェックを行っている段階である。充分な確認が済んだ後に駆動ガスとして水素を使用した実験に移行する予定である。研究対象としてはまず第一に超高圧下で炭素やダイヤモンドの挙動、特にダイヤモンドの高圧相がどんなものであるか、またその他のダイヤモンド類似構造をとる物質の高圧相などを当面の昌標としたい。　本装置の設計試作に関して関係者各位のご協力に感謝の意を表します。第22回研究発表会発表要旨チタノガリウム酸塩に関する研究　これまでにない高い（理論隈界値に近い）交流イオン伝導度を持つトンネル構造型ガロチタノガリウム酸塩A．Ga邑Ga8＋、Ti、伍＿。05苗（AGGTOと■略；A　x　K，Rb，Cs）とその関連物質について、直流イオン伝導度の改善、新規超イオン導電体等の探索と単結晶合成、イオン伝導機構、触媒、イオン交換ソフト化学等の化学機能性、及び、レーザフラッシュ法等熱測定法の闘発と熱特性等に関する研究を行った。　直流イオン伝導度の改善と伝導機構に関しては、イオ（6）ン伝導路の形状とトンネル内障壁に注目し構造的、物性的検討を行った。一次元イオン伝導特性は、通常の熱活性型以外に、温度と周波数に依存するプリデライト型とAGGTO型等に分類でき、プリデライト型は移動箱型モデルと一次元無秩序障壁モデル、AGGTO型は自由イオンモデルと高障壁モデルから基本的に説明できることを示した。また、AGGTO骨格からトンネルに移動したフレンケル欠陥型Gaイオンは酸素によって安定化し高いエネルギー障壁の原因となっていること、それはイオン置換による部分制御が可能であることを明らかにした。　新規物質の探索と合成に関しては、Al一・Ti川Ga・一・O！・（A＝Na，K）、Na・Ti2一・Ga糾・O1o（x～O．8）、NaGaTi．O1呈等の新物質を見いだし、単結晶をフラックス法で合成する事に成功した。これらは多様なトンネル構造を持っことを解析した。更に、天然には存在しないフロイデンバージャイト型Na・Ga，Til一、O宮単結晶を育成し、Na，Ti・一。Ga川Omは一次元系では珍しいNaイオン伝導体であることを明らかにした。物質設計の観点から、端成分の構造のCS操作からチタノガリウム酸塩系のトンネル構造が予測でき、新規構造の予測に有効であることを示した。更に、層状チタン酸塩をホスト材とした非平衡な低温化学プロセス（インターカレーション、デーインターカレーション等の操作）を利用することにより、複数の新物質を合成することに成功した。　熱特性に関する研究では、レーザフラッシュ法による熱定数の測定法の標準化とセラミックスの透光性に関する諸問題を検討し、それらの結果はJISの制定に反映された。この方法により、一次元構造型焼結体は優れた断熱特性を持つことを示した。また、スポット状レーザ光を周いた局所照射法は、基板上の薄膜の熱拡散率測定に有効であることを実証した。更に、一次元トンネル構造型酸化物の比熱が測定され、成分酸化物との相関性を明らかにした。　化学特性に関しては、β一ガレートの溶融塩中の一価陽イオン交換に関する特徴的な親和性と、メタン燃焼反応に対するK一及びRb一β一ガレートの高い活性を明らかにした。四チタン酸繊維イオン交換材は海水からのウラン回収や炉水のCo回収に対して優れた有効性を示すこと、及び、溶媒抽出法との併用が放射性廃液等多種イオンを含む水溶液の群分離に大きな効果を示すことを明らかにした。　その他の関連研究については、ナトリウムプリデライトの単結晶育成と構造解析、チタノアルミン酸ナトリウムのウイスカーと繊維の合成法、チタノニオブ酸のイオン交換特性に関する研究が行われ、今後の材質研一究のシーズにつながる成果を得た。ダイヤモンドに関する研究　ダイヤモンドは硬質材料としてのみでなく、その熱的性質、電気的性質、光学的性質などを利用した高機能性材料として期待される材料である。これらの応用、また基礎研究の発展には合成手法の開発が必須であるとの考えから、合成研究と評価を中心に研究を行っていたが、今期はさらに表面反応・吸着構造についての知見も得ることができた。　気禍法に関しては、マイクロ波プラズマCVD法によって、基板温度70ぴC以下20ぴCまでの低温域での成長の様子を調べた。数ミクロンの単結晶粒子を種結晶として用い、晶癖、成長速度、結晶性などを検討した。また、40ぴC以下では紫外線照射の効果が明瞭に認められた。　金属触媒を用いた静的高圧法に関しては、窒素、ホウ素、ニッケル不純物の結晶格子への取り込み、その存在状態について合成条件（触媒、温度）、熱処理などの影響、面依存性（セクター依存性）を分光法を用いて検討した。ニッケルセンターについては、ESR測定から（図警館惰報大学との共同研究）一1、十1価の価電子状態が確認された。　動的高圧法に関しては、二段式火薬銃による飛翔体の衝突で生じる衝撃圧縮を利用した炭素、窒化ホウ素の構造転移の実験を行った。フラーレン（C“結晶の衝撃加圧による構造変化をX線圓析で調べ、20GPa以上でダイヤモンドの生成が認められるが、40GPa以上ではアモルファス化することが示された。また、高結晶性黒鉛、ガラス状炭素の状態式計測を行った。　ダイヤモンドの表面の化学吸着に関する研究として、微粉末状ダイヤモンドを試料とし、水素、酸素、フッ素の吸着構造、吸着・脱離・交換反応を調べ多くの吸着構造を決定した。また、電子分光性、レーザー分光法によって結晶表面での水素の吸着構造についての知見を得た（共同研究）。炭化タングステンに関する研究　遷移金属炭化物は、従来、主として超硬材料の分野で利用されてきたが、本研究では、炭化タングステン及び関連高融点化合物の単結晶を主要対象とし、高融点化合物の視点に立って研究を展開した。　六方晶WCは分解化合物であるため通常の育成では浮遊帯域法は適用出来ない。このような状況は、融帯にホウ素を添加して、WC相をW－C－B系融液と平衡共存させるという新しい手法の開発により解決した。この育成法により大型のWC単結晶の育成が可能になった。また、浮遊帯域法による単結晶の禽動育成法を開発し、炭化物、ホウ化物などに適周してその有用性を実証した。　WCのドハース・ファンアルフェン効果を解析して、フェルミ面モデルを掘1昌した。この結果、WCは電子数と｛7）正孔数が等しい半金属であり、キャリヤ密度は単位胞当たりO．045個に相当することが分かった。　WC等の遷移金属炭化物の清浄表面構造、吸着構造、吸着特性について調べた。特に、3次元3原子モデルによる直衝突イオン散乱分光の新しい解析法を開発して、構造解析に威力を発揮した。また、WC等の遷移金属炭化物の単結晶表面に単原子層グラファイト（一原子層からなる炭素原子面）を再現性よく作製することに成功し、そのフォノン及び電子構造を詳細に調べた。この実験から、WC（王010）、NbC（1u）等の各表面上の単原子層グラファイトは、バルクグラファイトに比べて格子定数が2～3％大きくなり、π緒合の弱化などの特異な性質をもつことが明らかにされた。　超低速イオンと固体表面との楯互作用の研究では、桐互佐用の素過程の解明に焦点を合わせ研究を進めた。その結果、低速の（重）水素イオン散乱を用いた新しい表面結合状態解析手法を闘発し、この手法を固体表面におけるいくつかの未解明の問題に適用して成功を収めた。投稿登録番号332633273328332933303331333233333334333533363337333833393340334ユ3342334333443345題　　　　　　　　　昌イオン散乱を用いたアルカリ吸着表面の電子状態の研究初期地球プレートテクトニクスに同期した化学進化一生命の地殻胚胎仮説一The　Effects　of　Impurities　on　the　CrystamzationBehavior　of　F1uor王de　GIassesStructure　of　K1．oTi冨O1石and　Ko．oTi80，6焦電材料の現状と展望オクトチタン酸塩およびその誘導体の合成と性質Sy・th・・i・・ft・…1…1・t・i・t…d・・bi・b・…n王trideスーパーダイヤモンドUNbO君の不定比性と欠陥構造Chemical　ana王ysis　of　alka王i…meta1adatoms　us－ing　Iow－energy　D＋scatteringRaman　Spectroscopic　Studies　of　Si1ver－Tanta王um　Su1fide，Silver■Niobium　Sulfide　andSiiver－Tanta王um　Selenide　with　ArgyroditeStructuresMicrostructural　features　of　sintered　Si3N4／SiC…whiskers　composites：mechanical　integrity　ofwhiskersCrystamzation　of　diamond　from　a　silicate　meItof　kin］berhte　co㎜position　in　high－pressure　andhigh－temperature　experimentsDeformation　behaviour　of　shock－synthesizeddiamond　powder　under　high　pressures　and　highte王nperatures層状構造四チタン酸繊維のイオン交換特性とその応用High－reso1ution　　　　　e1ectron－energy一王ossspectroscopic　study　of　epitaxia1王y　grown　dia－n〕ond　　（111）　and　　（100）　surfaces走査型X線分析顕微鏡：新しい観察手段アルミニウムの交流電解皮膜の積層構造Conduction－eIectron　states　in　ferromagneticsemiconductors　above　the　Curie　temperatureCrystalstructureofthe　High－pressureI〕haseVof　Ba発　　表　　者左右田龍太郎中沢　弘基・山田橋爪　秀夫矢野　哲司・中西鈴木　康義・柴田山根　正之・井上佐々木高義・渡辺藤木　良規高橘紘一郊藤本　良規裕久修一　悟　遵赤石　　實・佐藤　忠夫石丼紀彦・谷口　　尚山岡　信夫松本精］郎・佐藤洋一郎守吉　佑介井伊　伸夫・北村　健二左右蘭龍太螂・速水　　渉相沢　　俊・石沢　芳夫石丼　紀彦・和田　弘曙M，E．Brito板東　義雄・三友斉藤　信一有馬　　真・中山赤石　　實・神田山岡　信夫近藤　建一・沢丼赤石　　實・山岡小松　　優相澤　　俊・安藤加茂　睦和佐藤洋一郎中沢　弘基和田　健二・堤外村　　毅高橋　正雄・三井梅原　雅捷竹村　謙一一広久生澄一信夫寿浩正幸和弘掲　載　誌　等固体物理29，1，47．1994Viva　Origino21，2！3～221，ユ993Procee〔玉ing　of　the　ForthSymposium　on　Nuc王eationand　CrystaIlization30，197～200．1992Acta　Crysta王1ographicaB49，838～841．1993Techno　News　Tsukuba27，2～5．1993季刊化学総説マイクロポーラス・クリスタル21，27～38，王994Journal　of　Materials　Sci－enCe　LetterSユ2，ユ883～1885．1993金属64，2，37．1994日本結晶学会誌35，6，404．1993Physica玉　Review　B　48，23．17255．1993Materia1s　Research　Bul－letin，28，12，ユ269．1993Joumal　of　Materials　Sci－ence29，250～254．1994GeoIogy　21，　968～970．1993Joumal　of　Materials　Sci－ence　Letters　王2，　ユ383．1993臼本イオン交換学会誌4，3，50．1994Physica1Review　B48，24．18348．！993Isot田eNews2月写，2．1994表面技術45，1，u2．1994PhysicalReviewB48，23．17053．1993Users’Reports　of　PhotonFactory　Activity　Report！993（8）運営会議　9月26日、第128回運営会議が、1）平成7年度概算要求について2）平成7年度再編成研究グループ等の研究課題につい　ての議題で開催された。研究会　8月31日、第！回複合・接合状態研究会が「生体親和性セラミックスの情報と合成」の議題で開催された。　9月20日、第4回化学結合・反応予測研究会が「YFe．O・及び関連物質の磁性及び結晶構造」の議題で開催された。外国人の来所来訪日平成6年9月9日来訪者名　Mr．V．Danaba1an　　　　　マレーシア　科学技術環境省次官人事異動　君塚　　昇（未知物質探索センター総合研究官）辞職　　　　　　　　　　（以上平成6年9月30日付）　小玉　博志（未知物質探索センター主任研究官）未知物質探察センター総合研究官に昇任　　　　　　　　　　　　（以上平成6年10月1日付）　藤木　良規（無機材質研究所長）辞職　猪股　吉三（総括無機材質研究官）無機材質研究所長に昇任　木村　茂行（第13研究グループ総合研究官）総括無機材質研究官に昇任　北村　健二（第13研究グループ主任研究官）第13研究グループ総合研究官に昇任　　　　　　　　　　　　（以上平成6年11月1日付）受賞海外出張　第8研究グループ主任研究官佐々木高義は、「アメリカ化学会1994年秋季年会に出席・発表」のため平成6年8月20日から平成6年8月28日までアメリカ合衆国へ出張した。　第！3研究グループ主任研究官北村健二は、「レーザー用薄膜単結晶育成の研究」のため平成6年9月5日から平成6年9月26日までフランス共和国へ出張した。　第11研究グループ主任研究官堀内繁雄は、「第1回日中国際シンポジウム“マイクロビームアナリシス”に参加・講演」のため平成6年9月11日から平成6年9月18日まで香港及び中華人民共和国へ出張した。　第3研究グループ主任研究官板東義雄は、「第1回日中国際シンポジウム“マイクロビームアナリシス”に参加・講演」のため平成6年9月11日から平成6年9月18日まで香港及び中華人民共和国へ出張した。　第ユ1研究グループ主任研究官山本昭二は、「非周期’94国際会議に出席・講演」のため平成6年9月16日から平成6年9月30日までスイス連邦共和国へ出張した。　第12研究グループ主任研究官相沢俊は、「第5回ダイヤモンドに関するヨーロッパ会議に出席・講演」のため平成6年9月24日から平成6年10月2日までイタリア共和国へ出張した。　先端機能性材料研究センター主任研究官安藤寿浩は、「第5回ダイヤモンドに関するヨーロッパ会議に出席・講演」のため平成6年9月24日から平成6年10月2日までイタリア共和国へ出張した。　第12研究グループ主任研究官田中高穂は、「YB。。の熱的性質についての研究討論及び講演」のため平成6年9月28日から平成6年10月15日までアメリカ合衆国へ出張した。受賞者名坂　東　義　雄藤　木　良　規表　彰　名瀬藤賞（㈹日本電子顕微鏡学会）学術賞（日本イオン交換学会）表　　彰　　の　　内　　容分析電子顕微鏡法によるセラミックスの微構造解析高機能性無機イオン交換材の合成とその応用に関する研究表彰年月日平成6年5月26日平成6年10月5日（9）第22回無機材質研究所研究発表会のお知らせ　当研究所では、創設以来「グループ研究」という独自の研究システムにより、新しい無機材質を求めて幅広い材料研究を展開しております。　本研究発表会は、平成5年度において所期の目的を達成したグループ研究課題3課題の研究成果を右記により発表したいと存じます。　なお、参加費は無料、参加者には研究報告書をお渡しします。1，E12．場時所3　プログラム　ユ3：OO～13：C5　ユ3：05～1垂：00研究発表会会場のご案内研究発表会会場（研究交流センター）への交通1．J　R　常磐線　上野から＝■■＝1一［荒川沖駅、土浦駅　　　　　　　　　　　　　　　　　（各駅6C分）　　　　　　　　　水戸から1［1：土浦駅、荒川沖駅　　　　　　　　　　　　　　　　　（各駅60分）　　バス　関東鉄道バス　荒川沖駅から…千現］丁目　　　　　　　　　　　　　（筑波大中央行き、20分）　　　　　　　　　　　　土浦駅から　　　学園竹園　　　　　　　　　　　　　（筑波大中央行き、25分）　　徒歩　平現一丁園から　　　　会場　　　　　　　　　　　　　（徒歩5分）　　　　　学園竹園から　　　　会場　　　　　　　　　　　　　（徒歩10分）　　なお、マイクロバスは、12時30分頃「荒川沖駅」東○より　「研究交流センター」へご案内します。2．高速バス（JR及び関東鉄道）　　東京駅八重洲南口から…つくぱセンタ」　　　　　至土浦←　　　（！5分間隔にて発車、所要時間約60分）　　徒歩　つくばセンターから　　会場　　　　　　　　　　　　　（徒歩15分）1垂：00～14：05ヱ4：05～15：0015：OC～15：0515：05～！6：OC16＝OO～玉7＝00　　　　　　記平成6年1！月24日（木）13：00～17：CO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2－2C－3あいさつ　　　所長猪般吉三チタノガリウム酸塩に関する研究第7研究グループ総合研究官　三橘　武文休　　憩ダイヤモンドに関する研究先端機能性材料研究センター　　　　　　　　総合研究官　佐藤洋一郎（旧第8研究グループ総合研究官）休　　憩炭化タングステンに関する研究第12研究グループ総合研究官　石沢　芳夫ポスターセッション焚阿崖 バス乗車場ヱ テナントビルマイクロバス待機場所o藁臼 バス降車場down改」札Hホーム土浦← o 至上野up up 下りホーム西口西o広場長崎屋荒川沖駅付近図JR常磐線及ぴ連絡バス時刻表　　　　　　　　　　　（平成6年10月現在）研究交流センター夕一ナル　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　予先：筑波大中央　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　筑渡大西　　　　　　　　　　†　　　　　　　　　　　　　　　　　　　筑波大掌病院　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　篤エネルギー　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　石下駅　　行先：筑波大中央　　　　麟搬所　　　　　　　　　　　　　　　凸　　　　国土地理院　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　箒名　　　　陛．　　　　　　　　ノ獺　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　’幽土　　　　　　　　　一下車駅　　　　　し　　　　北　　取　　　　　　　　　航　　　　千　　　　　　　　　州　　　　佳　　手　　　　　　　　　沖　　常　磐　線　　　　繭　　　　　　　　　所在地　〒305茨城県つくば市竹園2－2ト3　　　　　日止狢線　　　鉄　　　　　　　　　　　　　　　　　岱0298－51－1331（代表）　　　　　千｛佃線　　　　JR常磐線　〈下り＞　」二野　行先　荒川神⑨10153　商萩　至工：55⑰11100　乎⑧11：03　土浦　12105⑰工1：30　水戸⑩11：王7　勝困　12：21＜上り〉始発　水戸（土浦）水戸工1：OO（1三：51）勝田11：30（12：21）勝囲1川O（至2：15）（土瀦）（121ω（1…：38）（12：10）（三2：17）（玉2：27）矧1榊王1：55工2：26荒」1榊12：1012：三0玉2：30関鉄パス千　環一丁冒三2：2812：2812：48会蝪12：3312：3312：53　　　平　現荒川沖　　　　　会場　　　一丁目12：lO　　　工2：28　　　12＝33王2二3｛〕　　　工2：48　　　　12＝53　　　　　　　　　　　　　　荒川紳　　　　会場◎当研究瓶の直通パス（無料）　　　　　ユ2：30　　　　　　12：50　なお、±浦駅でお降りの方は随時路線パスがございます。（ユc〕