Technical Report of ISSP Ser. A: Number 2835

Abstract

The composition ranges of the Al-Ni-Co decagonal quasicrystals in the superlattice ordered and disordered states have been investigated. The single decagonal phase region is limited to a very small area around Al71Ni16Co13 at 650 C, which expands along an almost Al constant line at 850 C. The single decagonal phase area at 650 C entirely yields the completely ordered state, while that at 850 C yields either a partially ordered state or the completely disordered state. The real space structural change between the ordered and disordered states have been investigated by High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM). The HRTEM images for both states comprise the arrangements of ring like contrasts, forming tiling patterns with the edge length of about 20 A. These tiling patterns have been analyzed on the basis of a high dimensional description of the quasicrystalline structure. The analysis has revealed that the two tiling structures have characteristic features of the ordered and disordered quasicrystalline lattices respectively. This leads to the conclusion that the rearrangement of the atomic clusters giving the ring contrasts in the HRTEM image is responsible for the present order disorder structural transformation, which is a new type characteristic of quasicrystals.

超格子秩序および無秩序状態におけるAl-Ni-Co 10辺形準結晶の組成範囲を調べた。単一10辺形相の範囲は650度CにおいてAl71Ni16Co13の周りの非常に小さな領域に限られており、それは850度CにおいてほとんどAlが一定の線に沿って膨張する。秩序状態と無秩序状態の間の実空間構造変化を高分解透過型電子顕微鏡(HRTEM)により調べた。両方の状態に対するHRTEM像は、約20Aのエッジの長さを持つタイル状のパターンを形作り、リングに似たコントラストの配置を形成する。これらのタイル状のパターンを準結晶構造の高次元記述に基ずいて解析した。この解析により、2つのタイル状の構造はそれぞれ秩序および無秩序の準結晶格子の特別な形を持つことを明らかにした。この結果、HRTEM像においてリングコントラストを与える原子クラスターの再配置が、準結晶の新しいタイプの特性である当該秩序-無秩序相転移を支配しているという結論を得た。