Neutron diffraction study on -AlOOH at high pressure

-AlOOHの高圧下中性子回折実験

佐野 亜沙美   ; 小松 一生*; 服部 高典   ; 永井 隆哉*; 鍵 裕之*; Molaison, J.*; Moreira Dos Santos, A.*; Tulk, C.*

Sano, Asami; Komatsu, Kazuki*; Hattori, Takanori; Nagai, Takaya*; Kagi, Hiroyuki*; Molaison, J.*; Moreira Dos Santos, A.*; Tulk, C.*

-AlOOH相は第一原理計算により高圧力下で水素結合の対称化が起きると予言されている含水鉱物である。これまで、高圧下における粉末X線回折実験や重水素化した試料についての中性子散乱実験が行われ、圧縮挙動が高圧下で起きること、及び水素位置が圧力とともに中心付近へ移動していくことが確認されている。本研究では-AlOOH相についての高圧下における中性子散乱実験をSNSのSNPAビームラインで実施した。実験では6.7GPa付近においてディスオーダーした状態への相転移が示唆された。また、同じ圧力において、O-D距離とO-H距離は大きく異なり、同位体効果があることが確認された。

-AlOOH is a high pressure polymorph of diaspore. Previous theoretical studies predict that hydrogen bond become symmetric at high pressure. Neutron diffraction experiment at high pressure found that O-D bond is elongated at high pressure, in support these predictions. Powder X-ray diffraction studies also found that the change in compressibility occurs at high pressure. To investigate the sequence to the symmetrization and its relation with the change in compressibility, we conducted neutron diffraction experiments on -AlOOH was conducted at SNAP, SNS. The results suggest the transition from hydrogen ordered structure to disordered structure at 6.7 GPa. Strong DH isotope effect was also found in the hydrogen bond geometry at high pressure.