X線回折とTerahertz分光法を伴う分子結晶におけるアンハルモニック格子動力学の解決

分子結晶は、医薬品から有機エレクトロニクスに至るまで、高度な用途にますます使用されており、そのユーティリティは、3次元構造と分子動力学の組み合わせによって、多数のバルクフェネナに不可欠な低周波振動におけるアンハーモン性の組み合わせによって決定されます。温度依存性X線回折とテラハーツ時代領域分光法を使用することにより、周囲条件でのCF_ {3}官能基のほぼ自由回転を示す異性体分子結晶のペアの構造とダイナミクスが完全に特徴付けられます。最近開発されたソリッドステートの非調和振動補正を使用し、それを初めて分子結晶に適用すると、特定のテラヘルツモードに沿った温度依存性の原子の変位が得られ、実験的観察と優れた一致していることがわかりました。、固体の1つの低周波スペクトルに以前に説明されていない吸収特徴の割り当てを含む。

Molecular crystals are increasingly being used for advanced applications, ranging from pharmaceutics to organic electronics, with their utility dictated by a combination of their three-dimensional structures and molecular dynamics-with anharmonicity in the low-frequency vibrations crucial to numerous bulk phenomena. Through the use of temperature-dependent x-ray diffraction and terahertz time-domain spectroscopy, the structures and dynamics of a pair of isomeric molecular crystals exhibiting nearly free rotation of a CF_{3} functional group at ambient conditions are fully characterized. Using a recently developed solid-state anharmonic vibrational correction, and applying it to a molecular crystal for the first time, the temperature-dependent spatial displacements of atoms along particular terahertz modes are obtained, and are found to be in excellent agreement with the experimental observations, including the assignment of a previously unexplained absorption feature in the low-frequency spectrum of one of the solids.