고체 산소의 8 번째면 - 초 강성 슬롯 카에서 발견 된 새로운 고체 산소.

2014 년 5 월 20 일

1. 발표자 : Matsuda Yasuhiro (국제 슈퍼 하이 스성장 연구 시설, 도쿄 대학교 물리적 특성 연구소)
Nomura Hajimehiro (2 학년 박사 과정, 새로운 지역 제작 과학 대학원, 도쿄 대학원, 재료 대학원)
Kobayashi Tatsuo (Okayama University, 자연 과학 대학원)
Atakeyama Shojiro (국제 슈퍼 높은 슬롯 카 연구 시설, 도쿄 대학교 물리적 특성 연구소)
Matsuo Akira (국제 슈퍼 하이 스성장 연구 시설, 도쿄 대학교 물리적 특성 연구소)
Kindou Koichi (국제 슈퍼 높은 슬롯 카 연구 시설, 도쿄 대학교 물리적 특성 연구소)
그녀의 Jim-Long (Chang Gung University, 대만 조교수)
2. 프레젠테이션 포인트
◆ ◆ 193 Tesla의 극심한 강한 슬롯 카에서 새로운 고체 산소가 발견되었습니다.
◆이 고체 산소의 결정 구조와 자기 특성은 알려진 7 개의 위상과 유의하게 다를 것으로 예상됩니다.◆ 매우 강력한 슬롯 카 기술은 일반적으로 나타나지 않는 새로운 재료 단계를 실현할 가능성이 있습니다.

3. 프레젠테이션 요약 :
도쿄 대학의 물리적 특성 연구소의 Matsuda Yasuhiro 부교수와 도쿄 대학원 대학원의 대학원 대학원의 Nomura Hajimehiro는 Kobayashi School of Natural School과 alkayasame school of the Natural School과 함께 슈퍼 스트롱 자기 분야에서 산소 분자의 새로운 고체를 발견했습니다.
산소는 저온과 고압에서 고체상이되고 지금까지 7 개의 상이한 상이 발견되었습니다. 고체 산소의 결정 구조는 자기 특성과 깊은 관련이있는 것으로 알려져 있지만, 강한 슬롯 카에서 산소의 특성이 어떻게 변하는지는 알려져 있지 않았다. 이번에는 특수 기술이 최대 193 Tesla (주 1)의 초강력 슬롯 카을 생성하는 데 사용되었으며, 이는 산소의 위상 전이를 초래할 것입니다 (주 2). 이번에 발견 된 8 번째 위상은 산소 인 것으로 예상되는데, 이는 이전에 알려진 7 개의 고체 산소 상과 다른 결정 구조를 갖고 자기 강자성 특성을 갖는다.
산소는 접근 가능하고 중요한 요소이며,이 발견이 산소에 대한 우리의 이해를 심화시키는 데 중요한 발견이라는 것은 의심의 여지가 없습니다. 이 발견은 향후 산소 분자의 기능에 대한 슬롯 카 효과를 이해하는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.

4. 프레젠테이션 세부 사항 :
산소 분자는 생명 활동에 필수적인 가장 친숙한 분자 중 하나이지만 동시에 자기 특성의 주요 특성을 가지고 있습니다. Faraday 이후, 영국 회사는 1850 년에 산소 분자의 자기를 발견했으며, 많은 과학자들은 산소가 전시하는 다양한 자기 현상에 관심을 가지게되었으며, 오늘날에도 연구가 활발하게 수행되고 있습니다. 대기압에서는 -183 ° C에서 산소 액화 및 -219 ° C에서 굳어 지지만 온도가 추가로 감소되면 -229 ° C 및 -249 ° C에서 다른 결정 구조로 변하고 저온에서는 저온에서 3 개의 고형 상이 있습니다 (저온에서 알파, 베타 및 gamma). 자기 특성은 3 개의 고체 상 사이의 결정 구조의 변화로 인해 변화하지만, 두 분자 사이의 상호 작용은 기본적으로 항 - 관절기이다.
외부 자기장이 물질의 자기 특성을 변화시키면서 산소 연구는 1980 년대에 자기장의 효과를 자세히 조사했습니다. 당시 수행 된 실험에서, 액체 상 및 3 가지 유형의 고체상은 자기장에서도 안정적이었고, 인접한 상 또는 새로운 단계에 대한 변화는 발견되지 않았다. 그러나, 다음 두 가지 이유로, 새로운 결정 구조를 가진 새로운 산소가 매우 강한 자기장 하에서 나타날 것이기를 희망했다. 첫 번째 이유는 "산소 분자 쌍 (O2-o2쌍) 이론적 계산에 따르면 기하학적 결합 배열이 자기장에서 변화하여 자기 에너지를 줄일 것이라고 예측하기 때문입니다. 두 번째 이유는 "고체 산소의 분자 배열이 국부적으로 O2-o2그것은 쌍의 가장 안정적인 배열과 동일한 배열입니다. "고체 산소 분자는 반 데르 발스 힘으로 집계되지만 (주 3),이 결합력은 상대적으로 약하기 때문에 자성 에너지를 줄이기 위해 결정 구조 변화가 예상되는 산소 분자의 예상 서열 변화를 보여줍니다. 실험은 50 개의 테슬라였으며, 더 강한 자기장은 새로운 산소를 검색하기를 원했지만, 이러한 강력한 자기장 생성 및이를 사용하는 측정은 기술적으로 어려운 일이었다.
5180_5546HC1, 슬롯 카이 감소함에 따라 원래 상태로 돌아가는 임계 슬롯 카HC2,HC1 및HC2는 상당히 다른 값을 가지고 있습니다.HC1>HC2입니다. 이것은 명백한 역사적 (히스테리시스) 현상 (주 4)이며, 관찰 된 변화가 1 차 위상 전이 인 것과 일치합니다.HC1 및HC2 차이 δH역사적 현상의 강도를 나타내지 만 최대 슬롯 카이 193 Tesla로 증가하면 δH증가합니다. 이는 슬롯 카이 마이크로 초당 100 테슬라의 고속으로 상승하기 때문에 예상 될 수 있으므로 관찰 된 현상의 응답 속도와 슬롯 카의 변화 속도가 더 가까워졌습니다. 상대적으로 오랫동안, 마이크로 초의 순서대로 결정 격자의 변형에 대한 것은 드물지 않으며, 관찰 된 현상은 고체 산소 알파 위상이 상이한 결정 구조를 갖는 새로운 상으로의 1 차 위상 전이의 명확한 증거임을 시사한다. 광 투과 스펙트럼의 결과로부터,이 새로운상의 고체 산소의 결정 구조는 매우 대칭 적 입방 결정이며, 자기 특성을 가질 가능성이 높다. 고체 산소의 7 단계는 고압 하에서 상을 포함하는 것으로 알려져 있지만, 모든 산소 분자는 항 종성기이기 때문에, 강자성 산소를 실현하는 것은 획기적인 발견입니다.
산소는 친숙하고 중요한 요소이며, 의심 할 여지없이 슬롯 카 효과를 통한 새로운 단계의 발견은 산소에 대한 우리의 이해를 심화시키는 데 중요한 발견이라는 것은 의심의 여지가 없습니다. 그러나, 발견 된 새로운 단계의 본질은 완전히 이해되어야한다. 특히, 상세한 결정 구조를 명확히해야하지만, 120 Tesla 이상의 한계 슬롯 카 하에서, 구조 결정을위한 X- 선 회절 실험은 현재 매우 어렵다. 대형 컴퓨터를 사용한 이론적 계산은 중요한 역할을하는 것으로 추정됩니다. 다른 관점에서 볼 때, 알파 단계뿐만 아니라 베타, 감마 또는 액체상에서도 슬롯 카 효과를 명확히하고, 이전에 알려지지 않은 슬롯 카-온도 위상 다이어그램을 완료하는 것이 중요합니다. 또한, 슬롯 카으로 인한 산소 분자의 미세한 메커니즘과 역학이 밝혀지면, 화학 반응 및 수명 현상에서 산소의 기능에 영향을 미치기 위해 슬롯 카을 적극적으로 활용하는 기술이 개발 될 수있다.

5. 잡지 출판 :
잡지 이름 : 6 월 30 일 (미국 동부 시간)로 예정된 "물리 검토 편지"온라인 판
편집자의 제안으로 잘게 썬 (추천 논문) 참고 : 게시 날짜는 변경 될 수 있습니다. '

종이 제목 : Ultrahigh 슬롯 카에 의해 유도 된 고체 산소의 새로운 단계
저자 : T. nomura*, Y. H. Matsuda*, S. Takeyama, A. Matsuo, K. Kindo, J. L. Her,
t. C. 코바야시*

6. 연락하다:
Matsuda Yasuhiro, 도쿄 대학의 물리적 특성 연구소 부교수
전화 : 04-7136-5329 팩스 : 04-7136-3220

Kobayashi Tatsuo, 슬롯 카, 자연 과학 대학원 교수
전화 : 086-251-7826 팩스 : 086-251-7830

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8. 어휘:
(주 1) Tesla
슬롯 카의 강도를 나타내는 단위. 하나의 테슬라는 10,000 가우스입니다. (기형 자기는 약 0.4 가우스입니다.) 100 Tesla의 슬롯 카이 생성되면 내부에 약 40,000 ATM의 자기 압력이 생성되고 일반적으로 100 개 이상의 테슬라 인 슬롯 카은 코일 분해를 포함하는 파괴적인 슬롯 카 생성 방법에 의해 얻어집니다.

(주 2) 위상 전이
재료의 균일 한 상태를 위상이라고합니다. 온도, 압력 및 슬롯 카과 같은 물리적 수량이 변하면 한 단계에서 다른 단계로 변경 될 수 있으며이 현상을 위상 전이라고합니다.

(주 3) Van der Waals Power
중성 원자 또는 전하가없는 분자 사이에 작용하는 응집력 (인력)에 대한 일반적인 용어. 잠재적 에너지는 거리의 여섯 번째 전력에 반비례하며 힘이 도달하는 거리는 짧습니다. 이 응집력에 의해 형성된 결합을 반 데르 발스 본드라고하지만 다른 화학적 결합보다 약합니다.

(주 4) 역사 (히스테리시스) 현상
x의 변화 경로에 따라 하나의 물리적 수량 Y가 변하면 동일한 x 값이 동일하더라도 Y의 값은 다릅니다.

9. 첨부 파일 :

그림 1. 산소 분자 쌍 (O2-o2쌍)로 가져갈 수있는 배열 유형. 일반적으로 H 유형이 필요하지만 매우 강한 슬롯 카에서는 S 유형 또는 X 유형으로 변경 될 것으로 예상됩니다.

그림 2. 고체 산소 알파 상 자화의 슬롯 카 의존성 (자화 곡선). 측정 온도는 -269 ° C입니다. 슬롯 카이 상승하면 120 Tesla 근처의 갑작스런 증가 (빨간색 상향 화살표)는 새로운 상으로의 위상 전이를 나타냅니다. 70 Tesla 근처의 원래 알파 단계 (파란색의 아래쪽 화살표)로 돌아갑니다.

그림 3. (볼륨) 수평 단일 와인딩 코일 방법에 의해 얻은 슬롯 카의 시간 의존성. (하단) 고체 산소 알파상의 광 전송 스펙트럼의 2 차원 이미지.
강한 슬롯 카 하에서 새로운 단계의 출현으로 인한 스펙트럼의 극적인 변화가 관찰되었다.

그림 4.

단일 와인딩 코일 방법에서 코일을 생성하는 슬롯 카. 슬롯 카 (깊은) 전 (깊은), 그리고 (깊은).
B 수평 단일 와인딩 코일 방법 장치. (광학 스펙트럼 측정에 사용)
C 수직 단일 용량 코일 방법 장치. (자화 측정에 사용)