公開日 2024年12月17日
島根大学材料エネルギー学部の細川伸也研究員、尾原幸治教授および先端マテリアル研究開発協創機構のイェンス?シュテルホルン講師は、熊本大学、東北大学、九州シンクロトロン光研究センター、高輝度光科学研究センター、茨城大学、理化学研究所、およびハンガリー、フランスの研究者と協力して、金属ガラスを対象として、液体窒素温度（およそ摂氏マイナス１９６度）と室温の間を繰り返し上下させることによる若返り効果によって、構成する原子の並び方やその運動が大きく変化することを、放射光Ｘ線を用いて明らかにしました。
放射光Ｘ線を用いると、通常より高いエネルギーのX線を用いた高エネルギーX線回折を行うことができるばかりでなく、そのエネルギーを細かく変化させることができ、それによってＸ線異常散乱法を用いて構成元素による散乱の強さをコントロールでき、それぞれの元素のまわりの原子の配列を知ることができます。研究に用いた金属ガラスは重い希土類元素のガドリニウム（Gd）と軽い遷移金属元素であるコバルト（Co）からできているのですが、この実験より軽いCo元素が温度の上下を繰り返すことにより、Gd原子の直近の位置からやや離れた場所に若返りによって移動することがわかりました。また、放射光Ｘ線を用いたＸ線非弾性散乱法によって、金属ガラスはミクロに見て速く振動する硬い部分と遅く振動する柔らかな部分があるのですが、その不均質さが若返りにより大きく増大することを見出しました。この研究は、放射光Ｘ線を有効に用いて、ガラスの原子配列の変化や運動の変化を詳しく観測できることを示しています。
この結果は、オランダで刊行される科学雑誌「Acta Materialia」に令和６年１２月１３日に掲載されました。
▼研究の詳細はこちら