四面体分子からなる分子性結晶の圧力誘起非晶質化過程の研究

分子結晶SnI_4の超高圧力下における放射光X線回折実験を夏、秋の2度行ない、これまで知られていなかった2つの結晶相およびアモルファス状態中の相転移を発見した。大気圧下で安定な結晶相は、圧力をかけると新たに見出した第2結晶相に相転移し、この結晶構造がより高い圧力でアモルファス状態に至ることが判明した。さらに加圧するとアモルファス相は第3の新たな結晶相に相転移する。この結晶相は、よう素イオンが面心立方格子を形成する一方、スズイオンが無秩序に配置しているというきわめてまれな結晶構造をもち、もはや「分子」を構成単位としない「原子」結晶であることが判明した。分子性を失う変化がアモルファス状態で起きているのか、第3結晶相でのみ出現するのかについては今後の課題である。また、圧力を下げていく過程で再びアモルファス状態が現れるが、このアモルファス状態の中で不連続な相転移があることも新たに見出した。現段階では、結晶構造の相転移を強く反映したものと考えられる。これらの結果は圧力誘起アモルファス化現象の統一的な解釈に向けて重要な知見となると同時に、分子結晶の原子結晶化・金属化過程の普遍性に新たな検証を加えるものである。以上の研究成果は、平成7年9月秋の物理学会での2講演、11月の高圧討論会、平成8年1月にハワイで行われた日米セミナー「地球および惑星構成物質の物性に関する超高圧高温研究」での講演として発表した。現在、雑誌投稿論文2編、日米セミナーのプロシ-ディングを準備中である。

分子結晶SnI_4の超高圧力下における放射光X線回折実験を夏、秋の2度行ない、これまで知られていなかった2つの結晶相およびアモルファス状態中の相転移を発見した。大気圧下で安定な結晶相は、圧力をかけると新たに見出した第2結晶相に相転移し、この結晶構造がより高い圧力でアモルファス状態に至ることが判明した。さらに加圧するとアモルファス相は第3の新たな結晶相に相転移する。この結晶相は、よう素イオンが面心立方格子を形成する一方、スズイオンが無秩序に配置しているというきわめてまれな結晶構造をもち、もはや「分子」を構成単位としない「原子」結晶であることが判明した。分子性を失う変化がアモルファス状態で起きているのか、第3結晶相でのみ出現するのかについては今後の課題である。また、圧力を下げていく過程で再びアモルファス状態が現れるが、このアモルファス状態の中で不連続な相転移があることも新たに見出した。現段階では、結晶構造の相転移を強く反映したものと考えられる。これらの結果は圧力誘起アモルファス化現象の統一的な解釈に向けて重要な知見となると同時に、分子結晶の原子結晶化・金属化過程の普遍性に新たな検証を加えるものである。以上の研究成果は、平成7年9月秋の物理学会での2講演、11月の高圧討論会、平成8年1月にハワイで行われた日米セミナー「地球および惑星構成物質の物性に関する超高圧高温研究」での講演として発表した。現在、雑誌投稿論文2編、日米セミナーのプロシ-ディングを準備中である。