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Nature of the structural transformations in B$$_{2}$$O$$_{3}$$ glass under high pressure

高圧下でのB$$_{2}$$O$$_{3}$$ガラスの構造変態の性質

Brazhkin, V. V.*; 片山 芳則; Trachenko, K.*; Tsiok, O. B.*; Lyapin, A. G.*; Artacho, E.*; Dove, M.*; Ferlat, G.*; 稲村 泰弘; 齋藤 寛之

Brazhkin, V. V.*; Katayama, Yoshinori; Trachenko, K.*; Tsiok, O. B.*; Lyapin, A. G.*; Artacho, E.*; Dove, M.*; Ferlat, G.*; Inamura, Yasuhiro; Saito, Hiroyuki

B$$_{2}$$O$$_{3}$$ガラスの多形が、圧力10GPa,温度範囲300$$sim$$700KでのX線回折,9GPaまでの体積のその場測定及び第一原理シミュレーションによって調べられた。圧力下でガラスは、5GPa以上でのB-O(O-B)配位数の緩やかな増加を伴う2段階の構造変化を起こした。4配位をとるボロン原子の割合は、10GPa以下では、X線非弾性散乱の結果から推定された割合より小さかったが、古典分子動力学シミュレーションから示唆された割合よりは大きかった。観測された構造変態は静水圧条件における加圧においても減圧においても幅広い圧力範囲で起きた。

We study polyamorphism of B$$_{2}$$O$$_{3}$$ glass using X-ray diffraction up to 10 GPa in the 300-700 K temperature range, in situ volumetric measurements up to 9 GPa, and first-principles simulations. The glass undergoes two-stage transformations under pressure including a gradual increase of the first B-O (O-B) coordination numbers above 5 GPa. The fraction of boron atoms in the fourfold-coordinated state at P$$<$$10 GPa is smaller than was assumed from inelastic X-ray scattering spectroscopy data, but is considerably larger than was previously suggested by the classical molecular dynamics simulations. The observed transformations under both compression and decompression are broad in hydrostatic conditions.

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パーセンタイル:89.59

分野:Physics, Multidisciplinary

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