2005 Fiscal Year Annual Research Report
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16760535
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
田村 隆治 東京理科大学, 基礎工学部, 助手 (50307708)
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| Keywords | 準結晶 / 近似結晶 / 規則・不規則相転移 |
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| Research Abstract |
これまで一連のCd系及びZn系立方晶において100K付近の低温で相転移が起こることを見出してきたが、この相転移は室温で配向的に乱れているCd4面体が低温で規則化することにより起こるものと解釈される。一方、Cd_6Eu及びCd_6Ce立方晶は長年他のCd系立方晶と同様、Im3の空間群を有すると考えられていたが、正20面体クラスター中心のCd4面体が規則化しており、Cd_6EuはFd3、Cd_6CeはPn3の秩序構造を取っていることが近年の構造解析により判明した。そこで本年度は、室温でCd4面体が規則化しているCd_6Eu、Cd_6Ce立方晶に着目し、これらの立方晶において高温相転移の有無を明らかにすることを目的として、高温X線回折、高温電子線回折測定を行った。
試料の作製は、Cd(6N)、Eu(3N)、Ce(3N)をそれぞれ秤量後、アルミナ坩堝に入れ、石英管中にAr封入した。それらを730℃で48h溶解後水焼入れし、500℃で100h熱処理を施すことで単相試料を得た。高温X線回折測定は、粉末試料について室温から400℃までの温度範囲でピークプロファイルの温度変化を詳細に調べた。しかしながら、高温下ではいずれの試料も酸化により別相に変態してしまい、相転移の有無を検知することはできなかった。一方、高温電子線回折においては、Cd_6Ceの室温と200℃における[100]、[111]方位入射電子線回折図形には違いが見られなかったが、[110]方位入射図形では200℃以上でスポットが消滅することが明瞭に認められた。高温相の反射は全てbccの消滅則を満足しており、このことからCd_6Ce立方晶は200℃付近でbcc相に相転移を起こすことが分かった。また、Cd_6Eu立方晶においても、[111]、[100]方位入射の回折図形では高温でスポットの消滅は見られなかったが、[110]方位入射の回折図形では300℃で111などの奇数次のスポットが消滅することが認められた。また、300℃の回折図形はbccの消滅則を満足しており、Cd_6Eu立方晶は高温で周期が半分のbcc相に相転移することが判明した。
いずれの相転移もCd_6M立方晶のCd4面体の配向が高温で不規則化したために生じたものと考えられる。
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