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Low energy vibrational excitations characteristic of superionic glass

超イオン伝導体ガラスに特徴的な低エネルギー振動励起

中村 充孝; 岩瀬 裕希; 新井 正敏; Kartini, E.*; Russina, M.*; 横尾 哲也*; Taylor, J. W.*

Nakamura, Mitsutaka; Iwase, Hiroki; Arai, Masatoshi; Kartini, E.*; Russina, M.*; Yokoo, Tetsuya*; Taylor, J. W.*

超イオン伝導体ガラスにおける高いイオン伝導機構はサイエンスの未解決の問題の一つである。われわれは、ISISに設置されているMARI分光器を用いて(AgI)$$_{x}$$(Ag$$_{2}$$S)$$_{x}$$(AgPO$$_{3}$$)$$_{1-2x}$$系超イオン伝導体ガラスの非弾性中性子散乱測定を行った。その結果、超イオン伝導体ガラスにおいて1meVから3meVに渡るエネルギー領域での$$Q$$依存性が、$$Q$$=1.8$AA $^{-1}$$ を超えたところで絶縁体ガラスよりも過剰な強度を持つことを見いだした。同じような現象は、HMIに設置されているNEAT分光器を用いた高分解能測定によって、別の超イオン伝導体ガラス(AgI)$$_{0.5}$$(AgPO$$_{3}$$)$$_{0.5}$$においても観測された。これらの結果は明らかに、特異な低エネルギー振動励起が超イオン伝導体ガラスに普遍的な特徴であることを示唆するものである。

The mechanism of high ionic conductivity in superionic glass constitute an unsolved problem in the field of science.Here we performed inelastic neutron scattering measurements of superionic glass system (AgI)$$_{x}$$(Ag$$_{2}$$S)$$_{x}$$(AgPO$$_{3}$$)$$_{1-2x}$$ by using MARI spectrometer at ISIS, and found that the $$Q$$-dependence of inelastic intensity in the energy region from 1 to 3 meV of superionic phase glass shows an excess intensity above $$Q$$=1.8$AA$^{-1}$$ compared with insulator phase one. Similar phenomena were also observed in another superionic glass (AgI)$$_{0.5}$$(AgPO$$_{3}$$)$$_{0.5}$$ by using NEAT spectrometer at HMI with high resolution measurement. These results clearly suggest peculiar low energy vibrational excitations should be universal features of superionic glass.

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パーセンタイル:79.27

分野:Physics, Condensed Matter

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