GRC Ｎｅｗｓ Letter2020.6.30

No.57

国立大学法人 愛媛大学

地球深部ダイナミクス研究センター〒790-8577 松山市文京町2-5
TEL：089-927-8197（代表）
FAX：089-927-8167
http://www.grc.ehime-u.ac.jp/

た。一日に一度は研究室に顔を出さないと体調がすぐれなくなるのは、すでに病気かもしれません。
それでもこれを機会に、（当たり前ですが）休日にセンター長挨拶
は休みをとり平日も 6 時半には帰るという、「新しセンター構成い生活様式」を確立することができたように思い
NEWS＆EVENTS:ます。
HPR誌ヒメダイヤ特集号を出版
2 月末に開催できた唯一の退職関係イベントのローマ大学地球科学科と学術協定締結
最終講義では、話の最後に私の今後 5 年間につい
GRC卒業生などからマスクの支援ての予告編（エピソード X）をお話ししました。今ジオダイナミクスセミナー
年度は、引き続き新たに学生を引き受けるつもり
ALUMNIレポート No.22
で、またいくつかの国際会議での講演も予定して最新の研究紹介
いましたが、残念ながらいずれもとりやめに。少しは社会貢献も頑張ろうと、講演会やイベントな先進超高圧科学研究拠点（PRIUS）
どの計画もすすめていましたが、これらも延期や事実上立ち消えになっており、早々に出鼻をくじかれた格好です。不本意ながら、エピソード X 計
センター長あいさつ
画は最初から大幅に変更を迫られそうです。
今後もコロナ禍の第二波・第三波が想定される
入舩 徹男
中、GRC の活動も大きく変わらざるを得ない状況です。特に PRIUS における共同利用・共同研究活
3 月末に「ハッピー・リ
動、とりわけ共同利用に関しては、これまでの活
タイアメント」を迎える予動に様々な制約がつくことは不可避であり、それ定でしたが、退職関係のほに対応する新たな取り組み・工夫が必要になります。
とんどのイベントがキャ
折しも本年度末には GRC 設立 20 年を迎え、今ンセルになってしまいま
後の 10 年の方向を決める「あり方検討委員会」のした。新年度開始早々には、 活動が昨年度から開始されました。また、再来年
全国的に非常事態宣言が度からの法人化第 4 期の開始にあたり、本年度はだされ、気持ちの整理もつ
GRC/PRIUS の中・長期的計画の取り纏めを戦略的かないうちに大学もロックダウンに。連休をはさにすすめる必要があります。コロナ禍という予想
んで 3 週間ほどは自宅でテレワークを試みました
外の状況変化を積極的に捉え、これを一つの契機が、雑用以外は仕事にならないことがわかり、ととして GRC の「新しい活動様式」と、更なる発展
きどき隙をみて研究室へ。2 か月近くこのようなへの道筋をつけることができればと考えています。
生活を送りましたが、6 月 19 日からは本学もかな
りの制限が緩和されるに至りました。
退職とはいえ、本学教員として居残り、引き続センターの構成
き GRC センター長も引き受けることになっており、当初は従来とあまり変わらない生活を想定してい（R2.6.1現在）
ました。しかし今回のコロナ禍のおかげで、図ら 超高圧合成部門
ずもこの間、完全退職の疑似体験をすることがで入舩徹男（特別栄誉教授）（R2.4.1～）
きました。自粛生活の中こっそり早朝海釣りに出大藤弘明（教 授）かけたり、料理や庭仕事にも挑戦したりしました大内智博（准教授）（R2.4.1～）
が、それも 3 週間が限度であることがわかりまし西 真之（准教授）（R2.4.1～）
1目

次Steeve Gréaux（助 教）
國本健広（特定研究員）
Youmo Zhou（特定研究員）
近藤 望（特定研究員）


数値計算部門土屋卓久（教 授）
亀山真典（教 授）
土屋 旬（准教授）
出倉春彦（講 師）
Sebastian Ritterbex（特定研究員）



物性測定部門西原 遊（准教授）
河野義生（准教授）
境毅（准教授）（R2.4.1～）
大平 格（WPI研究員）❖

超高圧材料科学部門
内藤俊雄 （教授：理工学研究科兼任）
松下正史 （教授：理工学研究科兼任）（R2.4.1～）
石川史太郎（准教授：理工学研究科兼任）
山本 貴 （准教授：理工学研究科兼任）❖

教育研究高度化支援室（連携部門）
山田 朗（リサーチアドミニストレーター）
新名 亨（ラボマネージャー）
目島由紀子（技術専門職員）
河田重栄（技術補佐員）
白石千容（研究補助員）❖



GRC研究員・GRC客員研究員※GRC研究員・GRC客員研究員はPRIUS設置に伴い、委嘱を休止しています。



事務
研究支援課・研究拠点第2チーム
十河幸子 （副課長）
和田まどか（事務職員）
宮本菜津子（事務補佐員）
上田瑠美 （研究補助員）
八城めぐみ（研究補助員）
濱田愛子 （事務補佐員）

NEWS＆EVENTS❖

HPR 誌ヒメダイヤ特集号を出版

先進超高圧科学研究拠点（PRIUS)と新学術領域研究「核―マントル共進化」（領域代表：土屋卓久 GRC 教授）の技術開発班（計画研究代表：
客員部門
入舩徹男 GRC センター長）との共催により、昨客員教授 Yanbin Wang（シカゴ大学GSECARS
年 3 月に開催された国際ワークショップ（NPD代表・主任研究員）
2019 ） に お け る 発 表 内 容 が 、 High Pressure客員教授 Ian Jackson（オーストラリア
Research（HPR）誌の特集号として 2020 年 3 月
国立大学地球科学研究所名誉教授） に発行されました。HPR 誌は Taylor & Francis
客員教授 Baosheng Li（ストニーブルック大社 が 発 行 す る 国 際 誌 で 、 本 特 集 号 は 「 Nano学鉱物物性研究施設特任教授/
Polycrystalline Diamond: Synthesis and
高圧実験室長）applications」をタイトルとして、ヒメダイヤの客員教授 鍵 裕之（東京大学大学院理学
合成と応用に関連する原著論文 18 編が収録さ系研究科教授）れるとともに、入舩センター長によるヒメダイ
客員教授 八木健彦（東京大学名誉教授）
ヤ合成の歴史が Preface として掲載されています。
客員教授 舟越賢一（CROSS中性子科学センター利用研究促進部門次長） ❖ ローマ大学地球科学科と学術協定締結
客員教授 平井寿子（立正大学地球環境科
学部特任教授）客員教授 井上 徹（広島大学大学院先進
理工系科学研究科教授）（R2.4.1～）
客員准教授 丹下慶範（（公財）高輝度光科学研究センター回折・散乱推進室主幹研究員）
客員准教授 西山宣正（住友電気工業（株）
アドバンストマテリアル研究所主席）
2

phases in Earth's interiors”
Dr. Jun Tsuchiya (Associate professor,
GRC/ELSI-ES)

ローマ・ラ・サビエンツァ大学（通称ローマ大学）
は、イタリアでトップレベルの長い歴史を持つ総合大学です。同大学の地球科学科には、以前 GRC 博士
研究員であった Vincenzo Stagno 博士が教員を務めており、PRIUS を通じた共同研究や人材交流をすすめていました。 このたび、GRC とローマ大学地球科
学科の一層の交流強化を目指して、学術交流協定を締結することになり、
令和 2 年 2 月には同博士が GRCを訪れて協定書の交換を行いました。GRC と部局間
学術交流協定を締結しているのは、今回のローマ大学を含めて 9 機関となります。

❖

8/21“Thermal conductivity of Super Earth’s
mantle”
Dr. Haruhiko Dekura (Lecturer, GRC)
8/28“Rheology of bcc-iron at high-pressureand –temperature”
Dr. Yu Nishihara (Associate professor,
GRC)
９月
9/4“Deep water cycle and core hydration”
Dr. Masayuki Nishi (Associate professor,
GRC)

GRC 卒業生などからマスクの支援

3 月から深刻になったコロナ禍のため、GRC のある松山においてもマスク不足におちいりました。
このことを知った元 GRC 博士研究員や GRC で学位を取得した元博士課程学生など約 10 名が、第一波の山を越えた中国などからそれぞれマスクを送付してくれました。その総数は 3000 枚を越え、GRC
構成員に配布するとともに、残りは第二波に備えてセンター長室に備蓄しています。GRC では卒業生などの alumni
活動も重視していますが、今回はそのネットワークが活かされたものであり、GRC卒業生との結束が一層強化されました。

9/11“Thermal and chemical interactions between
the core and mantle”
Dr. Taku Tsuchiya (Professor, GRC/ELSI-ES)


過去の講演

第530回“A raman spectroscopic study on carbon
in a magma ocean during the coreformation of terrestrial planets”
Dr. Hideharu Kuwahara (JSPS Postdoctoral
fellow, GRC)
2020.2.14
第531回“High-pressure generation technique ina 6-8-2 type multi anvil apparatus”
Dr. Takehiro Kunimoto (Postdoctoral
fellow, GRC)
2020.2.21

ジオダイナミクスセミナー


今後の予定（詳細はHPをご参照下さい）

ALUMNI レポート㉒

７月
7/17“New high-pressure phases in the Al2O3SiO2 system: Phase relations and crystal
structures”
Dr. Youmo Zhou (Postdoctoral fellow, GRC)❖

岡山大学惑星物質研究所
特任助教, 桑原秀治

2020 年 4 月より岡山大学惑星物質研究所の惑
星基礎物質科学部門に異動致しました桑原秀治です。GRC では 2016 年 7月から 2020 年 3 月までの約 4 年という長い期
間、大変お世話になりました。振り返るとこの期間はちょうど土屋卓久教
授が代表を務める新学術
領域研究がある等、多くの研究集会を通じて学外の方とも知り合うことができたのは非常に幸運でした。何人かの方とは現在も継続して共同研究を

7/31“Ultrahigh pressure structures of amorphousoxides investigated by the opposed type
double-stage cell apparatus”
Dr. Itaru Ohira (WPI Postdoctoral fellow,
GRC/ELSI-ES)
８月
8/7“Sound velocities of subducted basaltic
crust in the deep mantle”
Dr. Steeve Gréaux (Assistant professor,
GRC/ELSI-ES)
8/14“First principles investigation of hydrous3させていただいております。GRC に来た当時は入舩徹男教授を始めとした教員の方々の迫力ある研究業績を見て大変驚くとともに（精神衛生上良くないので今では全く考えないようになりました）、素晴らしい環境で研究できる機会を得たことを大変嬉しく感じたことを覚えております。
そもそも私が GRC を知ったのは学生時代に東京大学物性研究所の後藤弘匡さんにご紹介いただき、来所したことがきっかけです。もともと地球型惑
星の大気海洋の起源と進化に興味があり、理論・実験両面から思いつく限りの研究テーマを捻り出し、予備的な結果を見せてはセミナーでいじめられて多くの問題点を指摘されて、ダメにするという劣等学生生活を送っておりました。博士課程 2
年半ばに入って、よりシンプルな問題設定で大気海洋の起源に制約を加えたいと考えるようになりました。当時の研究グループでは比較惑星学（地球と他天体の違いから地球の起源と進化を考察する）がキーワードでしたので、私もこの視点から
未分化な炭素質隕石と比較して異常に枯渇した地
球表層やマントルの塩素（重要な海洋成分のひとつ）に着目しました。地球がコンドライト物質から形成されたとしたら、揮発性元素である塩素は地球形成中に核に取り込まれたか、宇宙空間に散逸したはずです。私は高圧実験により塩素が核に取り込まれた可能性を検討し、この問題に制約を加えられると考えました。幸運にも当時、私がいた研究棟の隣に物性研究所があり、指導教員である杉田精司教授に頼み込んで、八木健彦名誉教授の研究室で実験させてもらえないか交渉し、その後学振が通ったこともあって高圧下での金属鉄－ケイ酸塩液相間の塩素分配実験を始めることができました。物性研で高圧実験を行っていく過程で、分析のために試料量を確保しつつ、より高圧下で実験を行いたいことを共同研究者である後藤さんに相談したところ、GRC を紹介していただきました。早速、入舩教授、新名講師に相談したところ、共同利用研究として受け入れていただき、なんとか論文にまとめることができました(Kuwahara etal., 2017, G-cubed)。その後、ポスドクとしてGRC に移り、ここでも気の向くまま自由に研究をさせていただき、一部は論文として発表することができました(Kuwahara et al., 2018, PEPI;
2019, EPSL; 2019, GRL)。
多くの方がご存知とは思いますが私が 4 月から勤務することになりました岡山大学惑星物質研究所は鳥取県三朝町というとても豊かな自然のある、
静かで研究に集中できる環境にあります。私はこ
こで芳野極教授、山崎大輔准教授、辻野典秀助教らの高圧実験グループに加わり、マイペースに研究を始めております。とりあえずは GRC 所属時と同様に地球型惑星内部の揮発性元素分布に関する実験を中心に研究を行っていく予定です。惑星物質研究所の研究環境も大変素晴らしく、GRC で学んだことを活かしながら「明日は明日の風が吹く」
4

精神で気楽に三朝での研究生活を楽しみたいと思います。皆様、今後とも宜しくお願い致します。
❖

九州大学大学院理学研究院
助教，坪川祐美子

2020 年 3 月末までの 2 年間、日本学術振興会特別研究員として GRC
でお世話になりました、坪川祐美
子です。この度 4
月 1 日付で九州大学に着任し、久保友明先生と同じ部
門にて、これまでに引き続き地球内部のレオロジーについての実験研究を進め発展させる機会をいただきました。松山の地に滞在したのは 2 年間だけではありましたが、20 年以上過ごした地元横浜と比べ、私にとっては風土や生活環境が非常に過ごしやすいと感じていました。この度、そんな松山を離れ更に西へと移動を進めることとなりました。
ここで、私がおります九州大学の伊都キャンパ
ス、そして地球内部物質分野の研究室について紹介させていただきたいと思います。伊都キャンパ
スは福岡空港から電車とバスで約 1 時間の場所にあり、3 つの地区のキャンパスからの総合移転が2018 年に完了したばかりの新キャンパスです。
272ha という広大な敷地を持ち（単一キャンパスの敷地面積では全国 1 位）
、3 つに分かれたゾーン
内の 1 つであるセンターゾーンは、昨年 9 月に開催されました日本鉱物科学会年会の会場にもなりました。私がお世話になっております地球内部物質学分野の実験室には、私が GRC で使用させてもらっていた MADONNA と同じ D-DIA 型の変形装置や、より高い圧力条件下での変形実験が可能な D-111
型変形装置が設置されています。また、学内共同利用施設（超顕微解析研究センター）では、複数台の透過型電子顕微鏡をはじめとする各種装置の利用が開放されているなど、周囲には非常に充実した研究設備が揃っております。これまで私はGRC で、海洋プレートの沈み込み現象について高温高圧変形実験から調べてきましたが、九州大学
では研究対象をより深部まで拡大し、沈み込み後のプレートの変形挙動についてもその詳細を明らかにしていきたいと考えています。今年の春は新型コロナウイルス感染拡大の影響で、私は着任して間もなく在宅勤務の指示を受け出鼻を挫かれる思いをした時もありましたが、現在は（感染への対策をとりながら）実験室での研究活動を徐々に再開してきております。
こちらのニュースレターには 2 年前、新人紹介
として初めて寄稿（No.51）させていただいた時のことを思い出し、私が GRC で過ごした 2 年間が本当にあっという間であったと改めて感じています。
私は博士号を取得してすぐ、特別研究員として GRC
で研究を行う機会を頂いたのですが、その時初めて高圧変形実験や放射光を用いた測定の技術を学びました。当時全く経験のなかった私に、一からご指導くださった大内先生をはじめ、GRC では多くの方々にお世話になりました。この場を借りて、改めて感謝申し上げます。私は大学院生の途中まで変成岩岩石学を学んでいた時期があったのですが、当時の私には想像もつかないほど、この数年間で研究内容や手法の変化があったと思います。短い期間ではありましたが、GRC で世界最高峰の実験装
置・実験技術と第一線で活躍されている研究者の方々に囲まれ、研究活動に取り組む機会を頂いたことは、非常に貴重な経験でした。そして現在は、GRC で学びましたレオロジー分野の研究を続けより発展させていけるよう、励んで参る所存です。
最後になりますが、GRC に在籍期間中は、多大なご厚情、そしてご指導を賜り誠にありがとうございました。4 月より所属は変わりましたが、学会・シンポジウムや PRIUS での来所など、今後も皆様にお世話になることが多いと思います。どうぞよ
ろしくお願いいたします。
❖

中国地震局地震予測研究所
研究員，XU Chaowen

I graduated fromGeodynamics ResearchCenter (GRC) in Sept.
2019. I started mydoctoral course on
Oct. 2016 under theguidance of Prof.
Toru
Inoue.
My
research topic is thephase relations of
Al-bearing
densehydrous phases up to the uppermost lower
mantle conditions and sound velocities of DHMS,
which was supported by JSPS funding. My
results showed that Al could hugely increase
the thermal stability regions of DHMS and thatthe velocity of DHMS were much lower than
nominal anhydrous minerals, which may explain
the observed lower velocity layers in sometypical regions of subduction zone.
GRC is one of the state-of-the-art
platforms in high pressure earth science. I
didnot only learn the method to explore theunknownquestionsbutalsodeveloped
collaborative research with GRC members. I
publishedthreepapersandattendedinternational conferences during my Ph.D. study,

such as JpGU, AGU and IMA. I also enjoyed mydaily living in a foreign country and wascherished by everyone I met. Therefore, I would
like to express my gratitude to my beloved GRC
members for useful suggestions and help for mydaily life during my doctoral special course.
I found the postdoctoral position in
Institute of Earthquake Forecasting (IEF) of
the China Earthquake Administration (CEA)
after graduation, which is originated fromthe CEA Center for Analysis and Prediction(officially founded in 1980) and is one of
the five national institutions of CEA. The
Institute is focusing on the theory,
methodology, techniques, and application
countermeasures of earthquake forecast basedon geology, geodesy, geochemistry, spaceelectro-magnetism, remote sensing,andseismology. The United Laboratory of High
Pressure Physics and Earthquake Science of
IEF has large volume press, diamond anvil
cell and VASP software. I can use thesefacilities to conduct high pressure research.
The institute has the mission about shortterm (shorter than annual scale) test ofearthquake forecast models and schemes.
Combined with the target of institute, mytask here is to measure the sound velocities
of minerals and rocks at high pressure
condition as well as to perform the highpressure experiment about water-rock reaction
within these two years with my PI Professor
Ying Li. The result will help to understandthe mineral physics, structure and the how
gas generated in the deep earth, which is ofgreat value to estimate some parameters need
to forecast the earthquake in fault zones.
Although I left GRC for almost one year, I
missed GRC members and wanted to do somecollaborative research in the future.
Therefore, I have applied PRIUS program thisyear, however, I cannaot go to GRC due to thevirus in this period of time. I hopeeverything goes well with GRC members.

最新の研究紹介❖

有機化合物からのヒメダイヤ合成

愛媛大学・GRC で生み出されたナノ多結晶ダイ
ヤモンド（NPD，通称“ヒメダイヤ”）は、単結晶ダイヤモンドを凌ぐ高い硬度と優れた透光性を示すため、切削工具などの工業用途はもとより、新5

しい超高圧発生装置や放射光 X 線吸収実験、中性子回折実験などの学術用途においても重宝され、今やその需要は海外の研究機関にまで広がっている。通常、NPD の合成は出発物質のグラファイトの多結晶体に 15 GPa、2300℃程度の圧力温度を印加し、直接ダイヤモンドへ変換（相転移）させることにより行われている。ところが最近、我々は出発
物質に有機化合物のステアリン酸（C18H36O2）を用いた場合、これらの条件よりも 1000℃以上も低い温度条件において NPD が得られることを偶然見出したのでここに紹介したい。
きっかけは、当時学部 4 年生だった川村英彰くん（現・博士課程 1 年）に取り組んでもらっていた C-H-O 流体共存下におけるマグネサイト（MgCO3）の高温高圧安定性を調べる研究の中で、彼が偶然、黄褐色で透光性のある小片（図 a, b）を実験回収
試料の中に見つけたことであった。XRD や TEM 観察で調べてみると、その小片は粒径 10 nm 程の極
めて細粒な等粒状ダイヤモンドより構成され、グラファイトの直接変換により合成される NPD とそっ
くりな微細組織を有することが分かった（図 c-e）。
さらに実験を重ねて調べてゆくと、この NPD 様のダイヤモンドは、試料カプセル中に C-H-O 流体を生じさせるためにマグネサイトとともに封入したステアリン酸が変化したものであることが分かってきた。ステアリン酸は高温高圧下では分解して、メタンと水の混合流体（C-H-O 流体）と炭素に分解し（C18H36O2 → 8CH4＋2H2O＋10C）、～13 GPa、800℃以上の圧力温度条件では炭素はダイヤモン
ドとして結晶化したと考えられる。
ちなみに、10 GPa では 1600℃まで温度を上げても短冊状のグラファイトの集合体が準安定的に生じるのみで、ダイヤモンドの生成は確認できなかった。さらに興味深いことに、ステアリン酸のみを金属カプセルに封入した場合、得られたダイヤモン
ドは常に白色不透明で、全体としては NPD 様の微細組織を有するものの、数μm 程度の空隙が内部に多数散在していた。これらの空隙は、ステアリン酸の分解により生じた揮発性成分（流体）に由来する
ものと推測される。カプセル中にマグネサイトを共存させた場合は、マグネサイトの分解で生じたペリクレース（MgO）の加水反応（ブルーサイト
6（Mg(OH)2）が生成）によってそれらの流体成分が消費されるため、空隙を伴わない透光性を有する
NPD が合成されたと考えられる（CH4 成分について
は、炭素と水素に分解し、後者は拡散によりカプセ
ル外へ放出されたのかもしれない）。
本研究における NPD の合成温度条件は、従来のグラファイトを出発物質とした場合と比べて 1000℃
以上も低温である。これは、ステアリン酸の熱分解によって生じた初期生成物が極めて結晶性の低い
アモルファス様の炭素で、その中に多量に含まれる
ダングリングボンドや構造欠陥が核形成サイトとなり、ダイヤモンド化に必要な活性化エネルギーを大幅に低下させたためと考えられる。より詳細については、論文（Kawamura and Ohfuji, 2020, High
Press. Res., 40, 162-174）をご覧いただきたい。
今後、よりマイルドな条件でダイヤモンド化を起こすような有機系出発物質を探索し、合成条件
やレシピの最適化を進めれば、NPD のさらなる大型化や実用・応用の可能性をさらに拡げることができるかもしれない。（大藤弘明）❖

超高圧下の非晶質物質の動径分布関数測定

酸化物ガラスやケイ酸塩ガラス、金属ガラス、
非晶質カーボンなどの非晶質物質の高圧下における構造変化の理解は、物理学、地球科学、材料科学などの幅広い科学技術分野において重要な課題である。しかしながら、非晶質物質の動径分布関数測定を高圧下で行うことは非常に困難であり、
特に 100GPa 以上の超高圧下における非晶質物質の動径分布関数測定はいまだ挑戦的な実験課題として残されている。その困難さの原因の 1 つとして、非晶質物質からの X 線回折強度が非常に弱い
ことが挙げらる。十分な強度の X 線信号を得るた
めには、十分大きい試料を用いることが必要である。もう 1 つの原因は、超高圧実験で一般的に用いられているダイヤモンドアンビルセルの試料は非常に小さいことである。ダイヤモンドアンビル
セルを用いた開拓的な実験も数例報告されている
が、X 線回折測定の Q 範囲が非常に狭い範囲に限定されるなどの問題は残されている。
この困難を克服するための高圧実験技術として、
我々は対向型二段式大容量セルを開発した (Konoet al., 2016, PNAS, 113, 3436-3441)。対向型
二段式大容量セルは、パリエジンバラ型
高圧プレスの一段目超硬アンビルで高圧セルを加圧し、さらにその高 圧セ ルの内部にキュレ ッ トサイズ

の大きいダイヤモンドアンビルを二段目アンビルとして設置することにより、通常のダイヤモンド
アンビルセル実験よりも数十～数百倍大きい試料を用いて、一般的な大試料プレス実験よりも格段に高い 100GPa 以上の超高圧下に加圧することに成功した（図）。この対向型二段式大容量セルと非晶質物質の動径分布関数測定を組み合わせることにより、我々は超高圧下における非晶質物質の構造研究を推進している。
最初の論文である Kono etal. (2016)では、最高 92GPa の超高圧下においてGeO2 ガラスの動径分布関数測定に成功し、酸化物
ガラスのプロトタイプである GeO2 ガラスにおいて
6 配位以上の超高圧構造への構造変化を世界で初めて発見した。さらに、その後の改良により、100GPa 以上の超高圧下におけるケイ酸塩ガラスの構造測定にも成功している(Kono et al., 2018,
115, 1742-1747; Ohira et al., 2019, Geochem.
Persp. Let., 10, 41-45)。特に、Ohira et al.

(2019)では、地球の核-マントル境界と同等の圧力
131 GPa までの超高圧下においてケイ酸塩ガラスの動径分布関数測定に成功しており、ケイ酸塩マ
グマのアナログ物質であるケイ酸塩ガラスについて、マントル最深部の超高圧下における構造変化を研究することが可能となっている。
対向型二段式大容量セルを用いた超高圧実験と、それと組み合わせた非晶質物質の動径分布関数測定は、地球深部科学のみでなく、その他幅広い分
野における非晶質物質の構造転移(ポリアモルフィズム)の研究に大きく貢献すると考えられる。さらに、対向型二段式大容量セルの開発により可能となった大試料の超高圧実験は、非晶質物質の動径分布関数測定以外にも、その他放射光 X 線測定(例
えば、X 線トモグラフィー、X 線非弾性散乱)や、
高圧中性子実験などの幅広い高圧科学研究に大きく貢献すると考えている。
（河野義生）❖(Komatsu et al., HPR, 40, 184-193, 2020)、世界最高圧力である94 GPaには及ばないものの、得られたデータの質は構造解析に耐えうるレベルで、サイエンティフィックな結果を得られるところまであと一歩です。
また最近、博士課程学生の山下恵史郎君が中心となって、多結晶というヒメダイヤの特性を活かした単結晶中性子回折用の新たな高圧セルも開発しました。通常の単結晶ダイヤモンドを利用すると、微小な単結晶試料からの回折スポットに、アンビルからの大量のスポットが混じってしまい、
単結晶中性子回折データの解析が困難になるのですが、ヒメダイヤだとアンビルからの散乱は弱い
デバイリングのみとなるため、試料からの回折ス
ポットを容易に分離できます。すでにフランスの中性子施設ILLで開発した高圧セルを用いた単結
晶中性子回折実験を進めており、結果は一部、High
Press. Res.誌にて報告しています(Yamashita etal. HPR, 40, 88-95, 2020)。今後ヒメダイヤを使った高圧セルは、高圧下単結晶中性子回折実験のスタンダードになると期待しています。ご興味をお持ちの方は、ぜひご一報ください。
（小松一生：東京大学大学院理学系研究科附属地
殻化学実験施設准教授）

PRIUS 利用者の声

私は、ヒ
メダイヤを
高圧中性子
回折実験に
使用する研
究のために
PRIUS を 利用しています。中性子回折は、X線回折に比べるとはるかに大容量の試料が必要になるため、大型・高硬度・透明（光学的にも中性子的にも）といった条件を備えるヒメダイヤは、高圧中性子回折実験にとって理想的な材料と言えます。中性子回折実験は、茨城県東海村にある大強度陽子加速器施設J-PARCのPLANETという高圧中性子回折ビームラインで行います。PLANETでは、徹底的なバックグラウンド対策により、高強度かつ低バックグラウンドを同時に実現しており、そのデータの質は世界の他の高圧中性子ビームラインを圧倒しています。ここに世界最高硬度のヒメダイヤを使ったダイヤモンド
アンビルセルを持ってくれば、高圧中性子回折の到達圧力として世界最高記録を作れるに違いないと確信し、5年ほど前から研究を始めました。
本研究は、高圧中性子回折実験では標準的に使用 さ れ る パ リ - エ ジ ン バ ラ セ ル を 開 発 し た S.
Klotz 博士と共同で行っています。ヒメダイヤを用いたダイヤモンドアンビルセルの形状も、パリ-エジンバラセルにならったものになっています。
こ れ ま で 最 高 で 82 GPa ま で の 圧 力 に 到 達 し❖

PRIUS 利用者の声

私たちのグループは、動的超高圧を興味の中心に据えて研究を展開しています。超高圧の発生方
法には、ビル一棟に収まるほどの大型のものから
テーブルトップのものまで様々ですが、ハイパワー
7

のパルスレーザーを使用します。いわゆる“レーザーショック”と呼ばれる方法で、テラパスカル
圧力の高エネルギー密度環境が探索できることで知られています。最近では特に分子解離や溶融、超高速の構造相転移などを含む、単純なプラズマ状態からかけ離れたWarm Dense Matter（WDM）と呼ばれる物質状態を理解するための研究を進めています。またWDMの学理的理解を新たな加工技術に応用しようとする大型のプロジェクトも開始しました。このような展開にはレーザー技術の進歩はもちろん、X線自由電子レーザーの利用が大きな役割を果たしています。WDMが境界領域の学術である
こと、放射光施設に頻繁に出入りするようになったことなどから、静的超高圧や惑星科学の研究者の方々との交流が増えていたところでもあり、
PRIUSへの応募は導かれるような自然な流れだったように思います。
個人的には、いつの頃からか極限高圧力環境下の炭素について興味を持って研究を続けてきました。炭素とその結晶状態（ダイヤモンド）に見られるユニークさは、極超高圧の極限環境、動的な
極端条件ではどのように変化するのか。これまで調べられてこなかったミクロな状態はどのようなものなのか。そして、ナノチューブやグラフェンに並ぶインパクトがあるかはわかりませんが、常に注目されてきた炭素の多形を新たに発見することはできるか、などなど。レーザーショックを高度に制御できるX線自由電子レーザーの研究プラットフォームでこれらに挑戦しています。そしてこの炭素に関する研究に、PRIUSで供給いただいているナノ多結晶ダイヤモンドNPDが重要な役割を果たしています。ごく最近、レーザーショックで衝撃融解ギリギリの700万気圧まで圧縮されたNPDの、
フェムト秒時間分解X線回折観察に成功し、特異な変形の様子が解明されつつあります。
いい年齢になってきたせいか、やればやるほど知りたいことが増えてくる今の状態をまだ楽しめている一方で、自分だけでやれることは本当に限られていることを実感します。NPDは良い例でしょうか。これを読んでくださる皆さんのご理解とご協力が得られますよう、精進したいと思っている
ところです。
（尾崎典雅：大阪大学大学院工学研究科准教授(右端))❖

PRIUS 利用者の声

私が専門とする高圧下のX線
吸 収 分 光 (XAS)
測定では、X線の透過能が高いダイヤモンドをアンビルとしたダイヤモンドアンビルセル(DAC)が主力の圧力装置です。市販のダイ
ヤモンドは単結晶なので、X線エネルギーをスキャ
ンするとアンビルがどこかでBragg回折を起こし、試料のXASプロフィアルに「グリッチ」と呼ばれるスパイク上のノイズが重畳します。私が高圧下のXAS測定に着手した2000年以前から、このグリッチ
は技術的な大問題でした。私の場合も、これから相転移！というタイミングに限ってグリッチが顔を出しました。DACの角度を何度も微調整してグリッチを逃がさねばならず、試行錯誤で時間を浪費するのが当時のルーティンでした。一方、多結晶
ダイヤの焼結体であるヒメダイヤ(NPD)はX線エネ
ルギーによらずBragg回折が生じるので、グリッチは出ません。これを入舩徹男先生と住友電工の角谷均博士に説明したところ、XASへのNPDの活用を快諾頂けました。記録を確認すると2009年5月にインバー合金の磁気EXAFSを測定した実験が、NPDのXAS利用の世界初の実験になりました。ここで改めて両先生に感謝申し上げます。その後、NPDのXAS
利用が欧州のESRFを中心に世界に広がったことは、皆さんご存知の通りです。最近は研究室の学生も「グリッチって何？」の状態となり、私がNPDの有り難さを伝えきれていないようです。しかし、現在はもうNPDとXASから新しい高圧物性を学生と共に開拓するフェーズなのでしょう。
XASは吸収原子の電子状態だけでなくその周りの原子配置もプローブする特徴があるので、高圧
物性研究でも強力な実験手法の一つです。現在の
高圧下XAS測定の技術的課題として、①TPaに達す
る超高圧領域でのXAS測定、②測定可能な吸収端を低エネルギー側に拡張すること、同様に③高エネ
ルギー側へ拡張すること、が挙げられます。このうち、①と②はNPDの2段式DACを使えば実現可能です。そこで2段式DACの第一人者であるGRCの境毅博
士との共同研究として5d遷移金属を試料にした新しい実験が始動しました。既に300GPaを超えるXAS
測定に成功し、5d軌道の圧力変化も捉えつつありますので、その成果をこの紙面でも紹介できることを願っています。
（石松直樹：広島大学大学院先進理工系科学研究科助教）

編集後記：第一波は無事乗り切りましたが、気を緩めずに第二波に備えたいところです。
（T.I & Y.M.）。
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