水素結合型構造相転移の動的機構に関する新視点の確立

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02302021
• Research Institution: (Faculty of Science) Hokkaido University
• Principal Investigator: 徳永 正晴 北海道大学, 理学部, 教授 (60001682)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 英二 広島大学, 理学部, 教授 (00000787) ; 池田 進 高エネルギー物理学研究所, 助教授 (80132679) ; 野田 幸男 千葉大学, 理学部, 助教授 (80127274) ; 冨永 靖徳 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (00013540) ; 八木 駿郎 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (30002132)
• Keywords: 水素結合 / トンネリング / 中性子散乱 / ラマン散乱 / 同位元素効果 / 強誘電体 / 構造相転移

Research Abstract

1.昨年度の研究で池田らは中性子非干渉性弾性散乱を用いて,水素の運動がtunnelingか確率的運動かをKH_2PO_4で実験した。その結果は我々の予想通りでありtunnelingの存在は否定された。今年度は次いで非弾性散乱が測定され,そのspectrumの幅から求められる確率的運動の緩和時間が,これまで得られていたH_2PO_4双極子の誘電緩和時間と,定量的に一到することが確かめられ,我々のmodelが一層確実になった。
2.spectrumグループは,KH_2PO_4型の結晶での赤外,Raman,hyper-Ramanの自ら測定したdataを揃え,中性子非干渉性非弾性散乱の結果も併せて各モードのassignmentの最終版をまとめた。特に1のtunnelingモデルの否定,つまり臨界緩和モードの存在が基本であるという立場で,全てを矛盾なく説明できることが解った。
3.O次元水素結合系M_3H(D)(XO_4)_2(X=S,Se)系の研究が進んだ。これまでの誘電的研究・構造解析での研究に加えて,我々研究班得意の動的研究が開始された。3次元水素結合系KH_2PO_4と異なり,水素以外の(XO_4)_2の無秩序相での振舞いは平均構造ではない可能性も示唆する結果が得られている。1で述べたKH_2PO_4での水素の運動と同様な測定と併せて今後の発展が待たれる。
4.研究会の開催;研究班としての最終の研究会を12月中旬に伊豆長岡で開いた。分担者各自が3年間の成果をまとめて話した。
5.3年間の研究報告集は,この分野の研究の研究では世界をリードしているという事実を示すため英文で出版することとし,現在印刷中である。8月の第8回強誘電体国際会議に十分余裕のある4月上旬に各国に送付する予定である。

Research Products

• [Publications] 柴田 薫: "Incoherent Inelastic Neutron Scattering From Hydrogen-Bonded Compound KH_2PO_4" J.Phys.Soc.Jpn.61. 411-414 (1992)
• [Publications] 竹中 功: "High Pressure Raman Scattering and Local Distortion of PO_4 in Paraelectric KH_2PO_4" Solid State Commun.84. 931-933 (1992)
• [Publications] 安居院 あかね: "The B_1 and A_2 Modes of KDP/RDP Family in Low FRequency Raman Spectra" J.Phys.Soc.Jpn.62. 833-834 (1993)
• [Publications] 中村 英二: "Anomalous Dielectric Behavior of KH_2PO_4 Type Crystals in the Ferroelectric Phase" Ferroelectrics. 135. 237-247 (1992)
• [Publications] 疋田 朋幸: "Effect of Hydrostatic Pressure on the Ferroelectric Phase Transition in KH_2AsO_4" J.Phys.Soc.Jpn.61. 3794-3798 (1992)
• [Publications] 溝口 幸司: "Vibrational Modes of Deuterium in KD_2PO_4" J.Phys.Soc.Jpn.62. (1993)
• [Publications] 安居院 あかね: "Hydrogen and PO_4 Modes of RbH_2PO_4" J.Phys.Soc.Jpn. 62. (1992)
• [Publications] 小林 有紀: "High Pressure Phases of KH_2PO_4" Jpn.J.Appl.Phys(suppl). 32-1. 315-317 (1993)
• [Publications] 池田 進: "Incoherent Neutron Scattering Measurements on KDP" J.Phys.Son.Jpn.61. 2619-2623 (1992)
• [Publications] 笠原 勝: "Raman Scattering Study of K_3H(SO_4)_2 and K_3D(SO_4)_2 Single Crystals" J.Phys.Soc.Jpn. 61. 3432-3435 (1992)
• [Publications] 深井 真理: "Calorimetric Study of the Deuteration Effect on the Phase Behaviour in Rb_3H(SeO_4)_2 and Rb_3D(SeO_4)_2" Solid State Commun.84. 545-549 (1992)
• [Publications] 市川 瑞彦: "Structural Study of the Low-temperature Phase Transition in Cs_3D(SeO_4)_2" Acta Cryst.B48. 633-639 (1992)
• [Publications] 市川 瑞彦: "Structure of Ferroelastic K_3H(SeO_4)_2" Acta Cryst.C48. 1569-1571 (1992)
• [Publications] 野田 幸男: "水素結合系物質の同位元素効果の新しい展開-ゼロ次元系K_3H(SO_4)_2の実験から-" 固体物理. 28. 31-39 (1993)
• [Publications] Z.Lu: "Anisotropic Broadening of the Brillouin Scattering Spectra of Hydrogenbonded Ferroelectric PbHPO^4" Ferroelectrics. 135. 249-256 (1992)
• [Publications] 疋田 朋幸: "量子常誘電-強誘電性相転移-低温圧力効果の実験-" 固体物理. 27. 634-640 (1992)