Macroscopic Separation of Dense Fluid Phase and Liquid Phase of Phosphorus

リンの高密度流体相と液体相のマクロスコピックな分離

片山 芳則; 稲村 泰弘*; 水谷 剛*; 山片 正明*; 内海 渉; 下村 理*

Katayama, Yoshinori; Inamura, Yasuhiro*; Mizutani, Takeshi*; Yamakata, Masaaki*; Utsumi, Wataru; Shimomura, Osamu*

約1GPa, 1000Cで起きるリンの二つの液体構造の間の構造変化がX線ラジオグラフィーによるその場観察によって調べられた。低圧液体が圧縮されると、暗く丸い物体がラジオグラフの中に現れた。X線回折測定によって、これらの物体は高圧液体であることが確認された。液滴は大きくなり、最後には試料空間を埋め尽くした。減圧により逆の過程が起こった。マクロスコピックな相分離はこれが一次の液体-液体相転移であることを支持する。X線吸収測定によって、転移に伴う密度の変化が高圧液体の密度の約40%であることが明らかになった。

Structural transformation between two liquid structures of phosphorus that occurred at about 1 GPa and 1000C was investigated by in-situ X-ray radiography. When the low-pressure liquid was compressed, dark and round objects appeared in the radiograph. X-ray diffraction measurements confirmed that these objects were the high-pressure liquid. The drops grew and eventually filled the sample space. Decompressing caused the reverse process. The macroscopic phase separation supported the view that it was a first-order liquid-liquid phase transition. X-ray absorption measurements revealed that the change in density at the transition is about 40 % of the density of the high-pressure liquid.