| 研究概要 |
蒸着試料用中性子散乱クライオスタットおよび蒸着気体の圧力を精密制御するためのシステムを完成させた。この装置を用いて,プロピレン分子の蒸着ガラスを作成した。蒸着は,20Kのセル内壁に約5時間かけて0.13mmの厚みになるように行った。この試料に対して,高エネルギー加速器研究機構のLAM-40分光器を用いた中性子非弾性散乱実験を行った。蒸着試料の動的構造因子において,3meV付近に顕著なボゾンピークが観測された。ガラス転移温度付近でのアニールによって,ピークの低エネルギー側の動的構造因子が削り取られることが分かった。動的構造因子から,振動状態密度を計算した。振動状態密度はソフトポテンシャルモデルでほぼ再現された。今回の結果は、分子性ガラスの低エネルギー励起がガラスの乱れた構造やひずみによって引き起こされたポテンシャルのソフト化に関係していることをはっきりと示している。
プロピレン分子およびベンゼン分子の蒸着ガラスに対して,高エネルギー加速器研究機構のLAM-80ET分光器を用いた中性子散乱実験を行った。両試料に関して16-70Kの間の17点で弾性散乱ピーク強度を測定した。プロピレンはガラス転移温度である55K付近から,ベンゼン(ガラス転移は観測されていない)は同程度の分子量の分子性ガラスのガラス転移温度(〜100K)よりはるかに低い40Kから結晶化の影響と考えられる弾性散乱ピーク強度の増大が観測された。ベンゼンに関しては,完全に結晶化した試料の温度変化を蒸着ガラスと同様に16Kから測定した。蒸着ガラスと結晶のピーク強度の温度変化を比較することにより,蒸着ガラスの振動の平均二乗変位<u^2>は結晶の<u^2>より2倍以上も大きいことが分かった。このような蒸着分子ガラスの動的特異性が実験で確かめられたのは世界で始めてである。
|
