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論文

Local- and intermediate-range order in room temperature superionic conducting Ag-GeSe$$_{3}$$ glasses

細川 伸也*; 川北 至信; Stellhorn, J. R.*; Pusztai, L.*; Blanc, N.*; Boudet, N.*; 池田 一貴*; 大友 季哉*

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011070_1 - 011070_7, 2021/03

銀イオン伝導体Ag$$_{x}$$(GeSe$$_{3}$$)$$_{1-x}$$のx=0.15, 0.28, 0.33, 0.50の試料について局所・中距離原子秩序がAXS, XRD, ND, RMCモデリングを組合せて調べられた。AXSとXRDで得られた結果にNDを加えることによって、もっともらしい部分構造と部分pdfを得ることができた。AXSとRMCによる以前の結果とは対照的に、多くのAg-Ge, Ge-Ge相関が第一近接殻内に見られるようになり、第一原理MDシミュレーションと一致する結果となった。GeとSeの配位数は、Agを考慮に入れなければ、すべてのAg濃度で8-$$N$$規則にほぼ乗っている。Ag濃度が増加すると、Ag周りのGeとSeの部分配位数が著しく増加し、一方Ag-Ag配位数はわずかに増加するのみである。このことは、Agの伝導経路がAg-Ag相関の第2近接を経由して形成されていることを示している。

論文

Pressure-dependent structure of methanol-water mixtures up to 1.2 GPa; Neutron diffraction experiments and molecular dynamics simulations

Temleitner, L.*; 服部 高典; 阿部 淳*; 中島 陽一*; Pusztai, L.*

Molecules (Internet), 26(5), p.1218_1 - 1218_12, 2021/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Biochemistry & Molecular Biology)

全組成域にわたるメタノール水混合系(CD$$_{3}$$OD-D$$_{2}$$O)の全構造因子を中性子回折により約1.2GPaまでの圧力で調べた。最も大きな圧力変化は、$$Q=$$ 5 $AA$^{-1}$$以下の範囲において、第一および第2ピークのシフトとして見られた。この変化の起源を明らかにするために、実験した圧力での分子動力学計算を行った。その結果、ピーク高はあまり再現できなかったものの、ピークシフトは、定量的に再現できた。圧力が隣接分子間の斥力に大きな影響を与えることを考慮すると、実験と計算の一致は満足できるものであると言える。圧力の局所構造への影響を調べるために、計算で得られた構造を水素結合に関係した部分動径分布関数や水素結合環状構造のサイズ分布の観点から解析した。その結果、水リッチおよびメタノールリッチな組成域で、構造の圧力変化に大きな違いがあることが分かった。

論文

Detailed investigations on short- and intermediate-range structures of Ge-Se glasses near the stiffness transition composition

細川 伸也*; 川北 至信; Pusztai, L.*; 池田 一貴*; 大友 季哉*

Journal of the Physical Society of Japan, 90(2), p.024601_1 - 024601_12, 2021/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)

In order to improve the reliability of short- and intermediate-range atomic structures of Ge$$_x$$Se$$_{1-x}$$ glasses, high quality neutron diffraction data, in both the real and reciprocal spaces, were added to the existing anomalous X-ray scattering and X-ray diffraction datasets [Hosokawa et al., Phys. Rev. B 84, 014201 (2011)] for reverse Monte Carlo modeling. This addition proved to be highly effective for obtaining well-refined structural data and for revealing a close relationship between the compositional stiffness transition occurring at about $$x$$ = 0.20-0.26 and the partial structures. Although the $$S_{ij}(Q)$$ and $$g_{ij}(r)$$ functions gradually change with varying $$x$$, important indications on the stiffness transition are confirmed on the basis of the intermediate-range element-selective atomic structures (${it hyper-ordered structures}$) more clearly than it was possible by previous results. An abrupt decrease in terms of the the prepeak intensity of $$S_{GeGe}(Q)$$, a rapid disappearance of the Ge-Ge homopolar bonds, anomalies in the ratio of edge- and corner-sharing Ge(Se$$_{1/2}$$)$$_4$$ tetrahedra, and characteristic changes in the tetrahedral connections with decreasing X across the so-called intermediate phase have all been observed.

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