研究分野
地球深部物質学・高圧科学・地球化学・鉱物科学
研究内容
化学的な視点から地球深部での水のふるまいや、惑星内部に存在しうる氷の高圧相の構造や物性を解明することを目指し、研究を行っている。また、天然ダイヤモンド中の包有物から、地球深部の環境を復元する研究も進めている。現在の研究テーマとして以下のようなものが挙げられる。
(1) マントルに存在しうる高圧含水相の構造変化、氷の高圧相の探索。水素結合の圧力効果を高圧下での振動スペクトル測定や放射光を用いたX線回折その場観察、パルス中性子を用いた中性子回折実験で明らかにする。
(2) 高温高圧下での中性子回折測定による、金属中の水素の取り込み機構の解明(地球や惑星核に取り込まれる軽元素に関する研究）。
(3)高圧下での有機物、特に前生物学的条件を想定した高圧下でのアミノ酸の重合反応の観察。
(4) バイオミネラルなどの結晶への不純物導入と結晶構造の変化
(5) マントル由来の鉱物（マントル捕獲岩、天然ダイヤモンド）に含まれる包有物の研究
主要論文・著書
1. Yamane R., Komatsu K., Gouchi J., Uwatoko Y., Machida S., Hattori T., Ito H., and Kagi H. (2021) Experimental evidence for the existence of a second partially-ordered phase of ice VI. Nature Communications, 12, 1129.
2. Komatsu K., Machida S., Noritake F., Hattori T., Sano-Furukawa A., Yamane R., Yamashita K., and Kagi H. (2020) Ice Ic without stacking disorder by evacuating hydrogen from hydrogen hydrate. Nature Communications, 11, 464.
3. Fukuyama K., Kagi H., Inoue T., Kakizawa S., Shinmei T., Hishita S., Takahata N., and Sano Y. (2020) High nitrogen solubility in stishovite (SiO2) under lower mantle conditions., Scientific Reports, 10.1038/s41598-020-67621-2.
4. 鍵 裕之、小松 一生、飯塚理子（2019）放射光と中性子がつなぐ地球惑星深部における水素の物質科学, 放射光, 32, 50-58.
5. 鍵 裕之、福山 鴻、飯塚理子 (2018) マントルでの軽元素のふるまい, 月刊地球（核ｰマントル相互作用と共進化）465, 339-344.
6. 鍵 裕之 (2010) 地球内部関連物質の分光学的研究（日本鉱物学会賞 受賞記念研究紹介）, 岩石鉱物科学, 39, 41-49.
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