大型放射光を用いた低次元金属錯体のX線散漫散乱の測定と原子価秩序配列の解析

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我々が開発したHe温度領域でもバックグラウンドの極めて小さいX線回折像が得られる低温真空X線カメラをSPring-8 BL02B1ビームラインに設置した。SPring-8からの高輝度X線との組み合わせにより、6x6x33μmの金属錯体の極微小結晶構造解析、20K程度までの低温での極低温結晶構造解析、および散漫散乱や超格子反射等の測定には極めて有効であることが明らかになった。Pt_2(EtCS_2)_4Iについて、電気伝導度および熱電能の測定から204K付近にM-I転移が観測された。SPring-8の高輝度X線と低温真空X線カメラを用いてX線回折パターンの温度変化を測定したところ、-Pt-Pt-I-の2倍周期に対応する散漫散乱が観測され、散漫散乱は線状→面状(相転移点近傍)→ブラッグ点(90K)と明瞭に変化することが明らかになった。また、相転移前後の3つの温度での結晶構造解析からは、架橋ヨウ素イオンは複核白金ユニット間のほぼ中央に位置することが明らかになり、白金原子価の秩序配列としては-Pt^<2+>-Pt^<3+>-I-Pt^<3+>-Pt^<2+>-I-又は-Pt^<2+>-Pt^<2+>-I-Pt^<3+>-Pt^<3+>-I-であると予想された。一方、相転移前後の6点の温度で結晶解析を行い、解析から得られた白金原子と架橋ヨウ素イオンの異方性温度因子(原子の熱振動の平均二乗振幅に対応)を温度に対してプロットしたところ、架橋ヨウ素の熱振動は204Kの相転移温度以上では顕著に大きくなっており、動的又は静的な乱れの存在が明らかになった。