液体14族の局所構造の圧力変化のRMC法による解析

Analysis of the pressure-induced change of local structures in liquid 14 elements by RMC method

服部 高典   ; 守 哲司*; 鳴島 崇*; 船守 展正*; 辻 和彦*

Hattori, Takanori; Mori, Tetsuji*; Narushima, Takashi*; Funamori, Nobumasa*; Tsuji, Kazuhiko*

これまで、われわれはSi, Ge, III-V化合物などを中心に、四配位共有結合性物質の液体の局所構造の圧力変化を明らかにしてきた。その結果、比較的イオン性の小さい(共有結合性の強い)物質において、下記のような圧力誘起構造変化をすることがわかった。(1)加圧とともに、常圧下で特徴的な構造の異方性が小さくなり、単純液体に近づく。(2)その圧力変化は次第に小さくなり、高圧下で圧力によらないある一定の高圧構造をとる。(3)その結果、結晶相では既に構造の異方性が失われているような高圧力下においても、単純液体とはならず、依然異方的な局所構造を持ち続ける。これまで、その異方的な局所構造の正体とその圧力変化を調べるために、二種混合歪み結晶モデルを用いて解析を行ってきた。しかしながらこれらの解析では、強い束縛(すなわち結晶性)がかかっている。そこで今回、モデルフリーな解析法である(禁断の)RMC法を高圧液体に適用し、その圧力変化の理解を試みた。

In the previous studies for the pressure-induced structural changes in liquids of tetrahedrally bonded materials, the followings are elucidated. (1) With increasing pressure, the anisotropy in local structures becomes smaller and liquids approach simple liquid metals. (2) The pressure-induced changes become less prominent and the liquids take a unique structure which does not change by compression. (3) As a result, the liquid preserves anisotropy in the local structure at pressures where the crystalline counterpart loses the anisotropy. In our previous studies, the pressure-induced changes were analyzed with the distorted crystalline model. However, this model assumes the existence of the crystalline-type local structure. In the present study, we analyzed it with a RMC method, which does not involve such assumption. Based on the results, we discuss the high-pressure evolution of the local structures in the liquids.