【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24QS0003
利用課題名 / Title
超高圧下における海洋玄武岩中の鉱物のスピン転移とその物性
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
地球科学,放射光/ Synchrotron radiation,メスバウアー分光/ Mossbauer spectroscopy,スピン制御/ Spin control
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 Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
Zhang Xinyue,米田 明,松井亮介
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters 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)
沈み込むスラブの代表的な組成としてMORB(Mid-Ocean Ridge Basalt)が挙げられる。沈み込むスラブを含めて下部マントルに最も多く存在する鉱物はブリッジマナイトであるが、近年の下部マントル温度圧力下でのMORBの相平衡実験において、カルシウムフェライト型構造をもつアルミナス(CF相)がブリッジマナイトに次いで主要な鉱物であるという報告がなされた。ブリッジマナイト及びCF相は鉄を含み、下部マントル圧力にてスピン転移を起こすとされている。本研究では鉄を含むブリッジマナイト及びCF相に関して、スピン転移圧力と占有サイト、その価数・組成依存性を調べて、併せてその物性測定を行うことで、マントル深部における沈み込むスラブの性質を明らかにすることを目的とする。
実験 / Experimental
超高圧発生装置であるダイヤモンドアンビルセルを用い、BL11XU放射光メスバウアー分光装置を利用し、高圧における下部マントル鉱物のメスバウアースペクトルを取得した。スペクトルは約3~10 GPa毎に取得し、圧力依存性を観察した。
結果と考察 / Results and Discussion
CF相は組成が異なる２試料について、最下部マントル圧力に相当する120 GPaまでのメスバウアースペクトルを取得した。その結果25-30 GPa付近でスペクトルの変化が観察された。この変化はFe3+スピン転移に相当すると考えられる。現在スピン転移の組成依存性、また詳細なhyperhine parameterの圧力依存性についても考察をしている段階である。加えて同試料について、高圧X線回折パターンもBL10XUにて取得しており、今後スピン転移と密度変化の関係についても明らかにする予定である。
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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Bin Zhao, Aluminum and Iron Effects on the Electrical Conductivity of the Dense Hydrous Magnesium Silicate Phase E, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 129, (2024).
DOI: 10.1029/2024jb029659
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 増野いづみ, 芳野極, 三井隆也, 藤原孝将, "高圧下におけるペリドタイトガラスの電気伝導度とスピン状態 ", 第65回高圧討論会（盛岡市）, 令和6年11月14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