発表者

兼重 将浩 (清水研)

指導教官

清水 克哉

Title

O₈ Cluster Structure of the Epsilon Phase of Solid Oxygen

Abstract

　It has reported that solid oxygen has 6 phases under pressure. Among diatomic molecular crystals, only oxygen has a magnetic moment and its magnetic feature is seemed to be related to the complex P-T phase diagram. Solid oxygen shows phase transition to ε phase at around 10 GPa at room temperature. The ε phase is stable over the wide pressure region, and transforms to ζ phase at around 100 GPa, which is metallic and superconducting.
　The structure of the ε phase was proposed to have O₈ cluster structure in this paper. In this presentation, the X-ray diffraction experiments are reviewed.

概要

　固体酸素は、圧力下で6つの相を持つ複雑な温度−圧力相図を示すことが報告されている。 単体の2原子分子性結晶の中で酸素は唯一磁性を持ち、圧力下の複雑な構造変化は その磁性が関係しているのではないかといわれている。
　室温では、10 GPa付近でε 相へと構造相転移し、その後広い圧力域でε 相は 安定であるが、100 GPa付近でζ 相へ構造相転移するとともに、金属化と超伝導が 観測されている。6つの構造のうち、α, β, γ, δ 相の構造は 報告されているが、ε, ζ 相の構造はまだ決定されておらず、その構造に 興味が持たれる。
　本発表では、ε 相でのX線回折実験について紹介する。実験結果から、ε 相は 酸素分子4つからなるO₈クラスター構造を持つことが提案された。

Reference

Hiroshi Fujihisa, et al., Phys. Rev. Lett. 97, 085503 (2006).