【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2025.04.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23QS0102
利用課題名 / Title
超高圧下における地球下部マントル物質中の鉄の電子状態とその分配係数への寄与
利用した実施機関 / Support Institute
量子科学技術研究開発機構 / QST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
放射光/ Synchrotron radiation,メスバウアー分光/ Mossbauer spectroscopy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
増野 いづみ
所属名 / Affiliation
岡山大学惑星物質研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
三井 隆也,藤原 孝将
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
下部マントルは地球全体の体積の過半数である約6割を占めるため、下部マントルの化学的・物性的性質を理解することは、地球の原材料やその進化の解明に大きく寄与する。主要な下部マントル鉱物には鉄が多く含まれており、圧力をかけることでスピン転移を起こすことが知られている。鉱物中の鉄のスピン転移はその密度、電気伝導度、熱伝導度、鉄の分配係数に大きな影響を与える。そのため、地球深部の物性を知るためには、鉄を含む下部マントル主要鉱物中のスピン転移様式、転移圧力、その物性への影響を実験的に調べる必要がある。
実験 / Experimental
本研究ではBL11XU放射光メスバウアー分光装置を用いて常温常圧および常温高圧における測定に加え、岡山大学惑星研にて電気伝導度測定などの物性測定を行う。高圧発生にはダイヤモンドアンビルセルを用いる。
結果と考察 / Results and Discussion
BL11XU放射光メスバウアー分光装置を用いて、鉄とアルミニウムを含むブリッジマナイトとシデライト、加えてブロイネライトの常温常圧および常温高圧でのメスバウアースペクトルを徐々に圧力を上げながら取得し、圧力依存性を調べた。その後、徐々に圧力を下げながら同様にスペクトルを取得した。今後、鉄とアルミニウムの量と置換方式、スピン状態の関係を明らかにしていく予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Izumi Mashino, Electrical conductivity of siderite and the effect of the spin transition of iron, Physics and Chemistry of Minerals, 51, (2024).
DOI: 10.1007/s00269-024-01283-8
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 芳野極, 増野いづみ, 石井貴之, "含Al, Fe ブリッジマナイトの３価鉄のサイト分配", 第64回高圧討論会（柏）,令和5年11月3日
- 増野いづみ, "高圧下における下部マントル物質の電気伝導度と価数およびスピン状態との関係", 日本鉱物科学会2024年年会（名古屋市）, 令和6年9月12日.
- Izumi Mashino, Takashi Yoshino, Takaya Mitsui, Kosuke Fujiwara, Máté Garai, Shigeru Yamashita, "Electrical conductivity of siderite and the effect of the spin transition of iron", Japan Geoscience Union Meeting 2024（千葉市）, 令和6年5月30日.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件