X-ray diffraction study of the size dependence of pressure-induced structural transformation in amorphous silica nanoparticles

アモルファスシリカナノ微粒子の圧力誘起構造変化におけるサイズ依存性のX線回折その場観察による研究

内野 隆司*; 網干 敦子*; 山田 朋子*; 稲村 泰弘; 片山 芳則

Uchino, Takashi*; Aboshi, Atsuko*; Yamada, Tomoko*; Inamura, Yasuhiro; Katayama, Yoshinori

ナノメーターサイズのアモルファスシリカ微粒子のX線回折その場観察実験を圧力7.4GPaまで行った。放射光を用いたエネルギー分散型手法が用いられた。シリカナノ微粒子は、ついには永久高密度化に至るような圧力誘起構造変化を起こした。構造変化が起きる圧力はバルクのシリカガラスよりもずっと低かった。すなわち、サイズを小さくすることによって、室温で新しいアモルファス-アモルファス転移を起こすことが可能となった。

X-ray diffraction study of nanometer-size amorphous silica particles was carried out at pressures up to 7.4 GPa. An energy dispersive synchrotron radiation technique was used. It was found that silica nanoparticles exhibit pressure-induced structural changes, which eventually lead to a permanent densification. The transformation occurs at much lower pressures than what occurs in a bulk silica glass. A new window for amorphous-amorphous transformation at room temperature is provided by decreasing the size.