| 研究概要 |
液体に圧力を加えて体積を減少させると、原子間の距離が縮まり、相互作用が変化する。とくに、相互作用に共有結合性をもつ液体金属では、相互作用の距離依存性が著しい。そこで、本研究では種々のイオン性を持つIII-V化合物、II-V化合物について液体の構造の圧力変化を調べ、結合のイオン性が液体の構造の圧力変化に及ぼす効果を調べることを目的とした。
放射光を用いた高圧力下高温X線回折実験により、共有結合性とイオン性をもつ液体金属の構造の圧力変化を調べた。その結果、液体の局所構造の圧力変化は、結晶の構造変化と著しく異なるが、平均四配位構造物質の構造の圧力変化は系統的に変化し、また結合におけるイオン性が大きな影響を及ぼすことが明らかになった。液体GaSbの局所構造は、加圧により一様に収縮するのではなくて、より配位数の高い構造へ変化させながら収縮していくことがわかった。結合のイオン性がGaSbよりもやや大きいInSbでは、約10GPaにおいて液体の収縮機構の変化が見られ、液体の収縮機構が非一様収縮から一様収縮へと変化した。また、10GPa以上の圧力領域の液体の構造は、低圧相結晶や高圧相結晶の局所構造のいずれとも異なることがわかった。液体CdTeでは、2GPaの前後で液体の構造が急激に著しく変化することが見出された。低圧相の液体の局所構造はZnS型構造に、高圧相はNaCl型に類似であることがわかった。この構造変化は結晶相での構造変化とほぼ同じであり、液体の構造変化が結晶相と著しく異なる液体Si, Ge, III-V化合物の結果と対照的である。この構造変化は結合におけるイオン性の影響であると考えられる。
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