【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.07.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23AE0009
利用課題名 / Title
ベッセルビーム微小爆発による透明結晶内部での高圧物質凍結に関する研究
利用した実施機関 / Support Institute
日本原子力研究開発機構 / JAEA
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
超高速ショック圧縮,フェムト秒レーザー,新物質新構造,凍結プロセス,微小爆発,X線回折/ X-ray diffraction,放射光/ Synchrotron radiation
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)
中村 浩隆
所属名 / Affiliation
大阪大学工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
尾崎 典雅,太田 裕也,竹歳 加偉,中西 悠輔,山形 直毅,Pikuz Tatiana,Rapp Ludovic,Rode Andrei,瀬戸 雄介
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
菖蒲 敬久,冨永 亜希
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)
フェムト秒レーザーを透明体試料内部に集光すると局所的にプラズマ化しボイドができる。その特異な急加熱急冷過程により、ボイド周辺には母相とは異なる構造が残存することがある。本研究ではSPring-8 BL22XUを用いたX線回折実験を行い、フェムト秒レーザー照射によるシリカガラス内部の中距離構造分布変化について診断した。その結果、常温常圧状態のシリカガラスの主構造である6員環構造が3員環、4員環構造に変化していることを示唆する結果を得た。
実験 / Experimental
フェムト秒レーザー照射によるシリカガラス内部に凍結された中距離構造分布変化についての構造を明らかにするため、 SPring-8のビームラインBL22XUにおいてX線回折実験（XRD）を行った。X線光子エネルギーは十分な透過能をもつ30 keVとした。
結果と考察 / Results and Discussion
レーザーエネルギー 2 µJ/pulseの条件で集光したSiO2試料から得られたXRDパターンを観測した。その結果フェムト秒レーザーのエネルギーが大きいほど3員環構造が多いことが示唆されており、微小爆発での発生圧力が高かったこと、急冷によりその圧力状態を凍結できていることを示唆していた。フェムト秒レーザー内部集光での高速圧縮・急冷により高密度状態の凍結が実現できている可能性が示された。
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)
(参考文献)[1] E.G. Gamaly et al., High Energy Density Phys. 8, 13(2012). [2] E.G. Gamaly et al., New Journal of Phys. 15, 025018(2013).
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)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 中村浩隆 “ベッセルビーム微小爆発による透明結晶内部での高圧物質凍結に関する研究” レーザー学会学術講演会第44回年次大会 C06-19a-VII-03, 2024年1月19日
- 太田 裕也 “フェムト秒レーザー微小爆発によるカルシウム高圧状態凍結に関する研究” レーザー学会学術講演会第44回年次大会 C06-19a-VII-04, 2024年1月19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