発表者

溝端　重樹（清水研）

指導教官

清水　克哉

Title

Phase diagram of solid oxygen at low temperature and high pressure

Abstract

Investigations of the structure of solid oxygen at high pressures have been carried out during the last twenty years. Now, it becomes possible to extend the measuring pressure range over 200 GPa using the diamond anvil cell (DAC). Thereby, rich phases of solid oxygen have been revealed.
For the first time, the P-T phase diagram of oxygen has been summarized by Desgreniers et al. based on Raman scattering studies. However, phase boundary at low temperature and high pressure was obscure.
In this presentation I introduce the result of X-ray diffraction study to clarify the phase boundary. From diffraction patterns, they are found that solid oxygen has at least six phases, one of them (α phase) becomes metastabile under pressure, and the phase boundary is clarified.

概要

ここ20年にわたり、高圧下における固体酸素の構造について解析が行われてきた。現在、ダイヤモンドアンビルセル（DAC）によって、200 GPa以上まで測定範囲を伸ばす事が可能となった。それによって、固体酸素が多くの相を持つことが明らかとなった。
初め、酸素のP-T相図がラマン散乱実験に基づいてDesgreniersらによってまとめられた。しかしながら、低温かつ高圧での相境界ははっきりしていなかった。
本発表では、その相境界を明らかにするために行われたX線回折実験の結果を紹介する。その回折パターンから、固体酸素は少なくとも6つの相を持つこと、そのうちの一つ（α相）は圧力に対して準安定状態を取ることが解り、その相境界が明らかになった。

Reference

"Crystal structure of solid oxygen at high pressure and low temperature", F. Gorelli, M. Santoro, L. Ulivi, M. Hanfland, Phys. Rev. B 65, 172106 (2002)