Investigation of the phonon dispersion associated with superlattice reflections in the BiS-based superconductor LaBiSOF

玉造 博夢; 長谷川 巧*; 佐賀山 基*; 水牧 仁一朗*; 村上 洋一*; 梶谷 丈*; 東中 隆二*; 松田 達磨*; 青木 勇二*; 筒井 智嗣*

Physical Review B, 107(2), p.024303_1 - 024303_8, 2023/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.024303

The phonon dispersion of a BiS-based superconductor LaBiSOF is investigated by first-principles calculations and inelastic X-ray scattering experiments. The origin of superlattice (SL) reflections arising from transverse-type lattice modulation, which were recently reported in [J. Kajitani ., J. Phys. Soc. Jpn. , 103601 (2021)], is discussed in terms of lattice dynamics. Our first-principles calculations of phonon dispersion and the Fermi surfaces (FSs) demonstrate that the phonon mode corresponding to the transverse-type lattice modulation is unstable, and the propagation vector corresponding to the SL reflections is close to the FS nesting vector, which suggests that the phonon softening originates from the FS nesting. Against these calculated expectations, measured phonon dispersion in LaBiSOF along the Z-A direction, where the SL point is located, shows no remarkable temperature dependence, and there are no steeply declining branches accompanied with a softening around the SL point. Based on these results, we discuss the two possibilities for the transverse lattice modulation in LaBiSOF: the order-disorder type structural transition and the displacive structural transition with an overdamped mode, for both of which the local structure distortion or the short range correlation within the BiS plane would be essential.

Phonon measurement of RbCl at 4.9 kbar

石井 慶信; 森 章浩*; 小野寺 昭史*; 川野 真治*; 森井 幸生

Physica B; Condensed Matter, 241-243, p.409 - 411, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0921-4526(97)00604-2

RbClは約5Kbarの高圧でNaCl型結晶構造からCsCl型結晶構造へ転移する。この相転移のメカニズムを明らかにするため、転移圧力直下である4.9Kbarの高圧を加え、その時の格子振動を調べた。格子振動のエネルギーの圧力依存性は[川]方向に進む横波モードで著しく、ゾーン境界でフォノンエネルギーが低下した。この晶系での原子の非調和は[小]方向に強く作用することからこのエネルギー低下は原子振動の非調和によるものと考えた。

Recent neutron scattering studies on the premartensitic state of BCC-based metals and alloys

永澤 耿*; 森井 幸生

Mater. Trans. JIM, 34(10), p.855 - 873, 1993/00

https://doi.org/10.2320/matertrans1989.34.855

アルカリ金属、第六群金属、相合金、ニッケル合金、タリウムや第三群金属などの金属や合金におけるマルテンサイト前駆状態に関する最近の中性子散乱研究を概観する。これらの物質に観測される[110]TAフォノンや[111]LAフォノンの格子振動異常について、マルテンサイト相変態との関連において議論する。相形成に関連した弾性散乱の異常についても述べる。これらの異常から空孔や非調和振動や電子構造の重要性を指摘する。

Lattice instability in cubic CuAlNi related to martensitic phase transition

森井 幸生; 飯泉 仁

Journal of the Physical Society of Japan, 54(8), p.2948 - 2954, 1985/00

https://doi.org/10.1143/JPSJ.54.2948

相CuAlNiの[110]横波(е[110])フォノン分散関係を261,295,372Kで中性子散乱実験により測定した。このフォノン分枝は他に比べてエネルギーが極端に小さく、かつq=(2/3)qmaxの位置に「くぼみ」を持つという異常性を有している。この異常性を反映して(110)面間力のうち第2,第3近接面間力の効果が大きくなってきていることが明らかになった。さらに[110]軸に沿って存在する弾性散乱ピークには、温度依存性の異なる2種類のものが存在する事も判明した。こうした事実より、相では2H型と18R型のマルテンサイトへ転移しようとする格子不安定性が2種類同時に存在して、それらが互いに競争して発展消滅を行っていると解釈できる。

Mixed phonon mode in CRb

舩橋 達; 近藤 保*; 飯泉 仁

Mater.Res.Soc.Symp.Proc., 20, p.307 - 310, 1983/00

第2ステージの黒鉛層間化合物CRbについて、C方向の波動ベクトルのたて型格子振動が、ルビジウムのアインシュタイン型横振動と結合し、音響型分枝の分散関係に異常なふるまいが生じることを先に発見したが、これについて温度変化をくわしく測定した。今回の実験により、この異常なふるまいが、インターカレーションの積層秩序の消失する165K(Tu)より高温で消失することが明らかとなった。このことは、結晶内のルビジウム原子の位置の対称性に関連するものとして説明される。すなわち、Tu以上ではルビジウム原子が炭素網面の作るポテンシャルのほぼ対称な位置にあるのに対して、Tu以下ではそれからずれるために、たて波による層間の距離の変化がルビジウムの横振動と結合すると解釈される。

Coupling of longitudinal phonons with transverse Einstein mode in CRb

舩橋 達; 飯泉 仁; 近藤 保*

Physica B; Condensed Matter, 120, p.305 - 309, 1983/00

中性子非弾性散乱によって測定したCRbの〔001〕L-モード格子振動の分散関係およびその解析結果を報告する。この物質は、黒鉛の炭素層の間にルビジウム層が2層おきに入ったものである。〔001〕L-モードの振動はC軸方向の変位だけを問題にするので、一次元鎖モデルによって格子振動分散関係を論ずることができる。最近接炭素層間の力、炭素層とルビジウム層の間の力のほかに、ルビジウム層を越えた第2近接炭素層間の力をとり入れることによって分散関係の概要が説明される。この種の層状物質で遠方の層間力があることは予想されることではあるが、実験によって定量的にとらえられたのははじめてである。また音響型分枝の5Mev付近に発見した分散曲線の不連続性は、ルビジウムのC-面内アインシュタイン振動を仮定し、C軸方向に振動と、C面内の振動の間に相互作用を導入することによって説明される。

Phonon dispersion relations in CRb

舩橋 達; 近藤 保*; 飯泉 仁

Solid State Communications, 44(11), p.1515 - 1517, 1982/00

https://doi.org/10.1016/0038-1098(82)90468-9

中性子非弾性散乱によって測定したCRbの[001]L-モード格子振動の分散関係およびその解析結果を報告する。この物質は黒鉛の炭素層の間に、ルビジウムが2層おきに入った層状物質である。[001]L-モードの振動はc軸方向の変位だけが関連するので、一次元鎖モデルがよい近似になる。このモデルによって、実験結果から、炭素-炭素および炭素-ルビジウムの最近接層間力および炭素-(ルビジウム)-炭素の第2近接層間力を定量的に算出した。また音響型分枝の5meV付近に発見した分散曲線の不連続は、ルビジウムのc一面内のアインシュタイン振動として解析された。これは低温の比熱の異常とも一致する。

Bibliography for thermal neutron scattering; Fifth edition, 1976

坂本 正誠; 千原 順三; 中原 康明; 角谷 浩享*; 関谷 全*; 後藤 頼男

JAERI-M 6857, 287 Pages, 1976/12

JAERI-M-6857.pdf:13.27MB

この文献集は熱中性子散乱と、それに関連する凝縮系の動力学的性質についての測定、計算、論評や基礎的研究についての文献を集めたものである。今回は第5版で1975年末までに収集した約2700件の文献を収めている。収集文献は計算機により物質別に分類されており、熱中性子散乱断面積の評価と、物性の研究に広く役立っている。

Neutron spectroscopy on polyoxymethylene

坂本 正誠; 正木 典夫; 本橋 治彦; 土井 健治; 栗山 将; 依田 修; 田村 直幸; 小田島 晟*

JAERI-M 5933, 7 Pages, 1974/12

JAERI-M-5933.pdf:0.21MB

中性子の非弾性散乱で配向したポリオキシメチレン結晶中での水素の振動数分布の軸方向に垂直な成分Gperpと平行な成分Gparaを測定した。両者の強度比は北川、宮沢の計算と定理的に合っており、又スペクトルに出ているいくつかのピークも計算したスペクトルと大体合せることができる。

Measurements of longitudinal acoustic phonons in polytetrafluoroethylene

坂本 正誠; 飯泉 仁; 正木 典夫; 本橋 治彦; 皆川 宣明; 土井 健治; 栗山 将; 依田 修; 田村 直幸; 小田島 晟*

Journal of Polymer Science; Polymer Letters Edition, 11(6), p.377 - 381, 1973/06

繊維状ポリテトラフルロエチレン(PTFE)試料で、遷移軸方向にそろったC軸にそって音響波縦波のフォノンの分散関係の測定を中性子分光で行った。測定は約25Cと-80Cで行った。PTFEは19Cで相転移があるが、測定結果は転移温度の上のフォノンの振動数が、低温でのフォノンの振動数より高いことを示している。この結果は、Hannon,Boerio,KOenigの計算結果とは一致せず、彼らの仮定に反して転移温度上下で力の定数や、1部の構造上のパラメーターが変化していることを示唆するものと考えられる。