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-th since April 1st, 2007.

神崎正美

  • 教授
  • 物質科学基礎研究部門・先進惑星物質解析分野
  • 専門: 鉱物学,マグマ学,結晶化学,高圧下の物質科学など
  • DSc., Geophysics Institute, University of Tokyo (1986)
  • M.S., Earth Science, Okayama University (1983)
  • B.S., Earth Science, Ehime University (1981)
  • メール
  • ResearcherID
  • ORCiD

  • もっと雑多な研究等の情報、様々なデータ等についてはこちらをご覧ください。こちら方が更新100倍速いです。
    研究
    鉱物学とマグマ学

    私は鉱物とメルトの構造と物性に広く興味を持っています。メルト(ガラス)の構造は複雑であるからこそ興味を惹かれます。メルトや秩序/無秩序化している結晶、欠陥を持つ構造などの複雑な系について,各種の分光法(NMR, Raman, その他分光法) や第一原理計算により,その秘密を明らかにしていきたいと思ってます。現在、水がどのように高圧下の鉱物やメルトに溶け込むか,またそれと水素結合の関係に興味があります。そのためダイヤモンドアンビルセル(DAC)とラマン分光法を使って含水鉱物や含水ガラスを高圧下で調べてます。また、最近はアミノ酸など有機物にも鉱物での経験を応用しているところです。

    DAC
    ダイヤモンドアンビルセル
    高圧鉱物の結晶構造解析

    実験においてしばしば未知の高圧相を発見することがあります。それらの結晶構造をab initio粉末回折X線法で解析しています。特にNMRからの局所構造情報を援用することで,構造を素早く解くことができ,我々の特徴を最大限に生かすことができます。この手法を使って、我々の発見した7つの高圧相について結晶構造を決めました。これ関係の情報もこちらの方が充実してます。既製ソフトと組み合わせると便利なコード(Pythonなど)、粉末回折X線データの公開なども行ってます。

    分光法

    ラマン分光、テラヘルツラマン分光、光ビート法、ブリルアン散乱、蛍光分光、フォノンサイドバンド等の分光法について興味があります。光学系を自分で組み立てて、測定ができるようにしてます。顕微ラマン分光法等についてはこちらの方で詳しく公開してます。

    第一原理計算など

    上記の研究は実験的な研究ですが、同時に第一原理計算も行っています。NMRやRamanの解析には計算が必須となりつつあります。最近はQuantum-Espressoパッケージを使った計算をよく行ってます。これらの計算にはLinux PCを使ってます。この関係のインストール方法や、ユーティリティプログラムなどもこちらで公開してます。また、bond valence, bond valence map, void space map等を計算するプログラム(Python, Swift)も作成してます。

    Void space map of silica crystals
    クリストバライト、石英、コーサイトのvoid spaceを可視化したもの(自作プログラムで計算、可視化にはVesta使用)

    いくつかの研究設備
    (研究所の装置のページも参照してください)
    マイクロラマン実験室

    自作のマイクロラマン分光装置があります。これはイメージング分光器,液体窒素冷却CCD,ラマンフィルターとArレーザーからなる装置で、レーザー光は1ミクロンまで絞れます。この装置は天然試料,高圧実験室で作った高圧試料の同定やDACの圧力測定などに使ってます。また外熱式DACで高温高圧その場でのケイ酸塩メルト/フルイドのラマン測定が可能になっています。また、マニュアルも日本語、英語で用意してます。2015年からは低周波数領域(テラヘルツ領域)が測定可能なように改造しました。このように必要なら自作/改造してしまうのが我々の研究室(神崎個人の趣味?)の大きな特徴です。.

    Micro-Raman spectrometer
    マイクロラマン分光装置
    DAC実験室

    DAC実験室はそれほど進んでないのですが、3つのタイプのDAC(Merrill-Bassett、ピストンーシリンダー、プレートタイプ) が利用可能です。高圧下の試料のラマン散乱(上記)を測定することができます。圧力はルビー蛍光法か、ダイヤモンド自身のラマンシフトから推定することができます。CO2レーザー加熱システムがあり,DAC中の試料にレーザーを照射して加熱することが可能です。ダイヤモンドとモアッサナイト(SiC) のアンビルが利用可能です。微小部X線回折装置が本センターに導入されたので、これをDACと組み合わせて、高圧その場でのX線回折データが取得できないか試す予定です。

    In-situ High P Raman
    その場高圧ラマン分光による相転移の観察の例
    学生募集

    大学院生,ポスドク,共同研究者を募集してます。これらをご希望の方は神崎までご連絡ください。見学等は随時可能です。毎年国際インターンプログラムで学生を募集してます。応募は4月頃です。


    Publications

    最新の情報についてはResearcherIDをご覧ください。

    • Kanzaki, M. and X. Xue (2016) Cation distribution in Mg-Zn olivine solid solution: a 29Si MAS NMR and first-principles calculation study, J. Mineral. Petrol. Sci., 111, xx-xx (web published as advanced publication).
    • Moulton, B.J.A. et al.(2016) In-situ structural changes of amorphous diopside (CaMgSi2O6) up to 20 GPa: A Raman and O K-edge X-ray Raman spectroscopic study, Geochimica et Cosmochimica Acta, 178, 41-61. doi.org/10.1016/j.gca.2016.01.020.
    • Wang, R. and Kanzaki, M. (2015) Phase diagram and thermodynamic properties of AIPO4 based on first-principles calculations and the quasiharmonic approximation, Phys. Chem. Minerals,42, 15-27.
    • Brazhkin, V.V., Katayama, Y., Kanzaki, M. and Lyapin, A.G. (2013) Pressure-driven liquid-liquid transformations and corresponding bizarre viscosity behavior, ed. H. Eugene Stanley, in "Liquid Polymorphism", Advances in Chemical Physics Vol. 152, pp29-50, Wiley.
    • Liu, X., Kanzaki, M. and Xue, X. (2013) Crystal structures of Zn2SiO4 III and IV synthesized at 6.5-8 GPa and 1,273 K, Phys. Chem. Minerals, 40, 467-478. doi:10.1007/s00269-013-0584-6.
    • Kato, Y., H. Yamazaki, S. Yoshida, J. Matsuoka and M. Kanzaki (2012) Measurements of density distribution around Vickers indentation on commercial aluminoborosilicate and soda-lime silicate glasses by using micro Raman spectroscopy, Journal of Non-Crystalline Solids, 358, 3473-3480.
    • Kawamoto, T., M. Kanzaki, K. Mibe, K.N. Matsukage and S. Ono (2012) Separation of supercritial slab-fluids to form aqueous fluid and melt components in subduction zone magmatism, Proc. Nat. Acad. Sci., 109, 18695-18700.
    • Kanzaki, M. and X. Xue (2012) Structural characterization of moganite-type AlPO4 by NMR and powder X-ray diffraction, Inorganic Chemistry, 51, 6164-6172.
    • Xue, X. and M. Kanzaki (2012) Distinct 29Si MAS NMR peaks from Si-Al permutation on neighboring T sites of unequal Si-O-T angles: Direct evidence from J-resolved experiment on K-cymrite (KAlSi3O8.H2O), J. Phys. Chem. C, 116,10714-10722.
    • Kanzaki, M., X. Xue, J. Amalberti and Q. Zhang (2012) Raman and NMR spectroscopic characterization of high-pressure K-cymrite (KAlSi 3O8.H2O) and its anhydrous form (kokchetavite), J. Mineral. Petrol. Sci., 107, 114-119.
    • Brazhkin, V.V., Y. Katayama, M. Kanzaki, M.V. Koudrin and A.G. Lyapin (2011) Pressure-induced structural transformations and the anomalous behavior of the viscosity in network chalcogenide and oxide melts, JETP Letters, 94, 161-170
    • Kanzaki, M., Xue, X., Reibestein, S., Berryman, E. and Namgung, S. (2011) Structures of two new high-pressure forms of AlPO4 by X-ray diffraction and NMR spectroscopy, Acta Crystallographica B67 30-40
    • Brazhkin, V.V., I. Fanan, K. Funakoshi, M. Kanzaki, Y. Katayama, A.G. Lyapin and H. Saitoh (2010) Structural transformations and anomalous viscosity in the B2O3 melt under pressure, Physical Review Letters, 105, 115791.
    • Kanzaki, M., Crystal structure of a new high-pressure polymorph of topaz-OH, Am. Min., 95, 1349-1352, 2010
    • Xue, X., Kanzaki, M., and Fukui, H. Unique crystal chemistry of two polymorphs of topaz-OH: a multi-nuclear NMR and Raman study. American Mineralogist, 95, 1276-1293, 2010.
    • Xue, X. and Kanzaki, M., Proton distributions and hydrogen bonding in crystalline and glassy hydrous silicates and related inorganic materials: Insights from high-resolution solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy, J. Am. Ceram. Soc., 92 (12), 2803-2830, 2009.
    • Xue, X., Zhai, S., Kanzaki, M., Si-Al distribution in high-pressure CaAl4Si2O11 phase: a 29Si and 27Al NMR study. Am. Min., 94, 1739-1742, 2009.
    • X. Wu, G. Steinle-Neuman, S. Qin, M. Kanzaki and L. Dubrovinsky, Pressure-induced phase transitions of AX2-type iron pnictides: ab initio study, Journal of Physics: Condensed Matter, 21, 185403, 2009
    • X. Wu, M. Kanzaki, S. Qin, G. Steinle-Neumannand L. Dubrovinsky, Structural study of FeP2 at high pressure, High Pressure Research, 29, 235-244, 2009
    • V.V. Brazhkin, M. Kanzaki, K. Funakoshi and Y. Katayama, Viscosity behavior spanning four orders of magnitude in As-S melts under high pressure, Phys. Rev. Lett., 102, 115901, 2009
    • M. Kanzaki, Elastic wave velocities and Raman shift of MORB glasses at high pressures-Comment, Journal of Mineralogical Petrological Sciences, 103, 427-4 28, 2008.
    • H. Fukui, M. Kanzaki, N. Hiraoka and Y.Q. Cai, X-ray Raman scattering for structural investigation of silica/silicate minerals, Phys. Chem. Minerals, DOI 10.1007/s00269-008-0267-x, 2008
    • H. Fukui, M. Kanzaki, N. Hiraoka and Y.Q. Cai, Coordination environment of silicon in silica glass up to 74 GPa: An X-ray Raman scattering study at the silicon L edge, Phys. Rev. B, 78, 012203, 2008
    • X. Xue, M. Kanzaki, and A. Shatskiy, Dense hydrous magnesium silicates, phase D and superhydrous B: New structural constraints from one- and two- dimensional 29Si and 1H NMR, Am. Mineral.,93, 1099-1111, 2008.
    • X. Xue and M. Kanzaki, Structure of hydrous aluminosilicate glasses along the diopside-anorthite join: a comprehensive one- and two-dimentional 1H and 27Al NMR study, Geochim. Cosmochim. Acta, 72, 2331-2348, 2008..
    • V.V.Brazhkin, K. Funakoshi, M. Kanzaki and Y. Katayama, Nonviscous metallic Se, Phys. Rev. Lett., 99, 245901 (2007).
    • X. Xue and M. Kanzaki, High-Pressure delta-Al(OH)3 and delta-AlOOH Phases and Isostructural Hydroxides/Oxyhydroxides: New Structural Insights from High-Resolution 1H and 27Al NMR, Journal of Physical Chemistry B, 111, 13156-13166, 2007.  
    • Kenji Mibe, Masami, Kanzaki, Tatsuhiko Kawamoto, Kyoko N. Matsukage, Yingwei Fei and Shigeaki Ono, Second critical endpoint in the peridotite-H2O system, J. Geophys. Res., 112, B03201, doi:10.1029/2005JB004125, 2007.
    • X. Xue and M. Kanzaki, Al coordination and water speciation in hydrous aluminosilicate glasses: Direct evidence from high-resolution heteronuclear 1H-27Al correlation NMR, Solid State NMR, 31, 10-27, 2007.
    • X. Xue and M. Kanzaki, Depolymerization effect of water in aluminosilicate glasses: direct evidence from 1H-27Al heteronuclear correlation NMR, Am. Mineral., 91, 1922-1926, 2006.
    • X. Xue, M. Kanzaki, H. Fukui, E. Ito, and T. Hashimoto, Cation order and hydrogen bonding of high-pressure phases in the Al2O3-SiO2-H2O system: An NMR and Raman study, Am. Mineral., 91, 850-861, 2006.
    • K. Mibe, M. Kanzaki, T. Kawamoto, K.N. Matsukage, Y. Fei and S. Ono, Determination of the second critical end point in silicate-H2O systems using high-pressure and high-temperature X-ray radiography, Geochim. Cosmochim. Acta., 68, 5189-5195, 2004.
    • T. Tsujimura, X. Xue, M. Kanzaki and M.J. Walter, Sulfur speciation and network structural changes in sodium silicate glasses: Constraints from NMR and Raman spectroscopy, Geochim. Cosmochim. Acta., 68, 5081-5101, 2004.
    • X. Xue and M. Kanzaki, Dissolution mechanisms of water in depolymerized silicate melts: Constraints from 1H and 29Si NMR spectroscopy and ab initio calculations, Geochim. Cosmochim. Acta., 68, 5027-5057,
    • X. Xue, M. Kanzaki. D.R. Neuville and T. Kawamoto, Structure and properties of silicate melts and fluids, Geochim. Cosmochim. Acta., 68, 5011-5012, 2004.

    その他