発表者

小野田　朱々江（清水研）

指導教官

清水　克哉

Title

Raman spectra and X-ray diffraction of boron triiodide at high pressure

Abstract

A structural significant character of molecular crystals is the difference in strength between the strong intramolecular (covalent) bonding and the weak intermolecular (van der Waals) bonding. This distinction brings a variety of structural transitions, metallizations, and molecular dissociations when they are compressed to high pressure. In case of diatomic molecular crystal, I₂, the insulator-metal transition proceeds first, then its molecular dissociation occurs.
In this presentation, I introduce the report about the pressure-induced transition in molecular crystal, BI₃ measured by Raman scattering, and my recent results by X-ray diffraction.
From Raman spectra of BI₃ measured up to 5 GPa, there is no evidence of any structural phase transition or major molecular distortion. X-ray diffraction has been measured up to 20 GPa. From diffraction pattern, a structural transition appears at 6.9 GPa to the phase II (fcc). By calculation of atomic distance, molecular dissociation was found to occur in phase II.

概要

分子性結晶は強い共有結合をした分子が弱いファンデアワールス力で緩く結合するという構造的な特徴をもつ。分子性結晶を圧縮したときに現れる様々な構造相転移や金属化や分子解離などはこの構造特性によるものである。例えば2原子分子であるヨウ素I₂の結晶は圧力をかけるとまず絶縁体−金属転移し、続いて分子解離する。
本発表では、分子性結晶三ヨウ化ホウ素BI₃の圧力誘起相転移について、ラマン散乱実験による報告と私の昨年度のX線回折実験の結果を併せて紹介する。
ラマン散乱実験は5 GPaまでの圧力範囲で行われた。得られたラマンスペクトルからこの圧力領域では構造相転移も分子の歪みも生じていないことが分かった。 X線回折実験は20 GPaまでの圧力領域で行った。実験から6.9 GPaで新たな相に構造 相転移したことが確認でき、この相は面心立方晶（fcc）であると決定した。さらに原子間距離の解析により第II相で 分子は解離していることが分かった。

Reference

"Raman spectra of molecular crystals at high pressures:VII-Boron Triiodide", A. Anderson, L. Lettress, J. Raman Spectrosc. 2002; 33: 173