본 연구에서는 고압 환경에서 합성된 결정 입자의 크기에 원시료(starting materials)의 상(phase)이 미치 는 영향을 확인했다. 상이 다른 두 가지 원시료인 비정질 시료와 나노파우더 시료를 이용해 알루미늄이 부화된 고 압의 환원환경에서 삼원계 시스템인 브리지마나이트-페리클레이스-칼슘 페라이트(calcium ferrite)상의 MgAl2O4을 합성했다. 시료는 40 GPa 2000 K의 압력온도 조건에서 20 시간 동안 가열하여 합성했다. 합성된 시료는 비정질 시료를 이용한 경우 입자 크기가 50-200 nm였으며, 나노파우더를 이용한 경우 ~500 nm로 나타났다. 이러한 차이 는 1) 시료가 합성된 2000 K의 온도가 낮아 비정질 시료의 경우 결정 성장보다 결정핵 성장이 더 우세하게 나타 났거나 2) 시료에 존재할 수 있는 산화 환원반응 상태의 차이로 생각된다. 추후 다원계 시스템에 대한 고압 실험을 수행할 때 비정질 시료보다 나노파우더를 원시료로 이용하는 것이 결정 성장에서 더 유리할 것으로 생각된다.

In this study, we report the effect of starting materials on the grain size in a multi-component system at high pressure experiments. We used two different starting materials, glass and nano powders, to synthesize bridgmanite in the reduced conditions in the presence of calcium-ferrite-phase MgAl2O4 to compared the grain size of synthesized samples. After synthesizing the sample at 40 GPa, 2000 K for 20 hrs, the sample from glass showed the grain size of 50-200 nm whereas the one from nano powders has ~500 nm of grains. This difference may come from 1) the temperature of 2000 K which is low enough for glass starting materials to make more crystal nucleis than to grow crystal size or 2) the possible difference in the redox state of starting materials. It is suggested that the using of nano powders is better to synthesize bigger grains in high pressure experiments with multi-component systems rather than using glass starting materials.

고압환경에서의 결정 크기에 원시료의 상이 미치는 영향: 비정질 시료와 나노파우더를 이용한 시료의 결정 크기 비교
    요약
    Abstract
    서론
    시료 및 실험 방법
    결과
    토의
    결론
    사 사

• 김은정(공주대학교 황해지질환경연구소) | Eun Jeong Kim (Yellow Sea Institute of Geoenvironmental Sciences laboratory, Kongju National University, Chungcheongnamdo 32688 Korea) Corresponding author
• 알레시오 잔도나(프랑스 국립과학연구소) | Alessio Zandona (Conditions Extrêmes et Matériaux: Haute Température et Irradiation, The French National Centre for Scientific Research)
• 타케히코 히라가(도쿄 대학교 지진연구소) | Takehiko Hiraga (Earthquake Research Institute, University of Tokyo)
• 사나에 고이즈미(도쿄 대학교 지진연구소) | Sanae Koizumi (Earthquake Research Institute, University of Tokyo)
• 노부요시 미야지마(바이로이트 대학교 바이에른 지구연구소) | Nobuyoshi Miyajima (Bayerisches Geoinstitut, Universität Bayreuth)
• 토모오 카추라(바이로이트 대학교 바이에른 지구연구소) | Tomoo Katsura (Bayerisches Geoinstitut, Universität Bayreuth)
• 소병달(강원대학교 지구물리학전공) | Byung-Dal So (Department of Geophysics, Kangwon National University)