フッ化スカンジウムの巨大な圧力誘起軟化

Colossal Pressure-Induced Softening in Scandium Fluoride.

• Zhongsheng Wei
• Lei Tan
• Guanqun Cai
• Anthony E Phillips
• Ivan da Silva
• Mark G Kibble
• Martin T Dove

抄録

材料の圧力誘起軟化という不可解な現象は、負の熱膨張をもたらすのと同じ力学的挙動に起因している可能性が高い。本研究では、理想化モデルを用いた分子動力学シミュレーションと中性子回折を組み合わせて、負の熱膨張を持つ材料であるフッ化スカンジウムScF_{3}の圧力誘起軟化の存在を明らかにした。バルク弾性率Bの圧力微分B^{'}=(∂B/∂P)_{P=0}は、50Kで-220±30と低く、150Kから250Kでは-50で一定である。

The counterintuitive phenomenon of pressure-induced softening in materials is likely to be caused by the same dynamical behavior that produces negative thermal expansion. Through a combination of molecular dynamics simulation on an idealized model and neutron diffraction at variable temperature and pressure, we show the existence of extraordinary and unprecedented pressure-induced softening in the negative thermal expansion material scandium fluoride ScF_{3}. The pressure derivative of the bulk modulus B, B^{'}=(∂B/∂P)_{P=0}, reaches values as low as -220±30 at 50 K, and is constant at -50 between 150 and 250 K.