金沢大学自然科学研究科In this study, X-ray diffraction data obtained in accurate structure analyses of some common minerals such as quartz and its related materials were interpreted in conjunction with lattice dynamical calculations of phonon frequencies. The chief results are summarized below.1. Anisotropic Debye-Waller factors of atoms in quartz obtained in normal structure analyses were reproduced in lattice dynamical calculations with sufficient agreement. This agreement strongly supports that the alpha-beta phase transition is rather displacive.2. The cusp-shape anomaly of the Debye-Waller factors of atoms in quartz, which were previously found around the alpha-beta transition, was found to be caused not only by the optic soft mode, but also by the low frequency acoustic mode in the 00xi direction.3. The alpha-beta transition in AlPO_4, which has the quartz-type structure, is also displacive.4. Diffraction data such as anisotropic temperature factors of atoms can be a useful candidate in analyzing dynamics of structures, in conjunction with lattice dynamical calculations.本研究では地球上で最も普遍的に出現する鉱物である石英やその同型鉱物であるベルリナイト(AlPO_4)について、高温における結晶構造のダイナミックスと物性について研究を行った。本研究における主な成果を以下に列挙する。1.石英結晶中の原子の異方性Debye-Waller因子を用いて、phonon振動数、弾性定数を再現できる格子力学モデルを求めるための方法を開発しながら、相転移機構の研究を進めた。その結果、(1)今までNaClなどの高対称性の単純な物質でしか行われたことが報告されていなかった原子のDW因子の計算が極めて容易に石英などの複雑な鉱物結晶で、しかも十分満足できる正確さをもって実行できることが明らかになった。(2)石英のα-β転移の近傍でみられるDW因子のcusp状の異常は転移の原因と考えられている、光学ソフトモードだけではなく、それに結合していると思われる、6回対称軸方向の低振動数の音響phononからの寄与が極めて大きいことが明らかになった。2.AlPO_4のα-β転移は秩序-無秩序型ではなく、変位型である可能性が極めて高いことを明らかにした。これは石英と同様の研究方法によって同様の結果が得られたということによるものであり、今後の研究によってこれらの構造に見られる相転移の機構について総合的な解釈が可能になるものと期待される。3.転移点近傍においてDW因子、弾性定数、phonon振動数を総合的に最適化する格子力学計算によって、結晶解析の結果として得られるDW因子を格子力学モデルの作成に用いることが出来ることがわかった。研究課題/領域番号:02452070, 研究期間(年度):1990-1992出典：研究課題「鉱物における構造,相変化及び物性の動的解析に基づく研究」課題番号02452070（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-02452070/024520701992kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作
