Lattice dynamics of the Zn-Mg-Sc icosahedral quasicrystal and its Zn-Sc periodic 1/1 approximant

Zn-Mg-Sc正20面体準結晶及びZn-Sc周期性1/1近似結晶の格子振動

de Boissieu, M.*; Francoual, S.*; Minalkovi, M.*; 柴田 薫  ; Baron, A. Q. R.*; Sidis, Y.*; 石政 勉*; Wu, D.*; Lograsso, T.*; Regnault, L.-P.*; Ghler, F.*; 筒井 智嗣*; Hennion, B.*; Bastie, P.*; 佐藤 卓*; 高倉 洋礼*; Currat, R.*; Tsai, A.-P.*

de Boissieu, M.*; Francoual, S.*; Minalkovi, M.*; Shibata, Kaoru; Baron, A. Q. R.*; Sidis, Y.*; Ishimasa, Tsutomu*; Wu, D.*; Lograsso, T.*; Regnault, L.-P.*; Ghler, F.*; Tsutsui, Satoshi*; Hennion, B.*; Bastie, P.*; Sato, Taku*; Takakura, Hiroyuki*; Currat, R.*; Tsai, A.-P.*

局所構造及び(周期性又は準周期性)長距離秩序のそれぞれが格子振動に及ぼす影響を研究する目的でZn-Mg-Sc正20面体準結晶及びZn-Sc周期性1/1近似結晶の単結晶を用いた非弾性中性子,X-ray散乱実験を実施した。全体的な格子振動の相似性や横波分散関係に擬ギャップが共通して存在する等の定性的な相似性を別にすると、準結晶中と近似結晶中の格子振動には定量的な違いが観測された。例えば近似結晶中の格子振動の方が擬ギャップが大きくはっきりしている点である。またこれらの実験結果は精密原子構造モデルと振動型ペアポテンシャルをもとにしたシミュレーションと比較が行われよく再現されることが明らかになった。

We have carried out inelastic X-ray and neutron scattering experiments on single-grain samples of the Zn-Mg-Sc icosahedral quasicrystal and of the Zn-Sc periodic cubic 1/1 approximant, with the aim of studying the respective influence of the local order and the long-range order (periodic or quasiperiodic) on lattice dynamics. Besides the overall similarities and the existence of a pseudo-gap in the transverse dispersion relation, marked difference are observed, the pseudo-gap being larger and better defined in the approximant than in the quasicrystal. These results are compared with simulations on atomic models and using oscillating pair potentials, and the simulations reproduce in detail the experimental results.