Recent results in the investigation of dynamical disorder in plastic crystals by incoherent quasielastic neutron scattering

Institut Laue Langevin 156 X 38042 Grenoble Cédex, France.

Abstract

The Incoherent Quasielastic Neutron Scattering technique is a powerful tool for the study of the dynamical orientational disorder in molecular crystals. It is illustrated by a series of recent experiments. Each case provides an example of analysis on the basis of a particular model. First, usual models based on isotropic rotational diffusion or on reorientations by jumps about one or two axes are illustrated. Then, with octaphenylcylotetrasiloxane, we show how the same molecular motion can appear under different aspects, depending on the time scale of the experiment. We describe a model corresponding to a uniaxial whole-molecule rotation about one axis together with large-amplitude oscillations. Finally, an example is given where a low-frequency vibrational excitation significantly contributes to the quasielastic scattered intensity.

Résumé

La technique de diffusion incohérente quasiélastique des neutrons est un outil puissant pour l'étude du désordre orientationnel dynamique dans les cristaux moléculaires. Ceci est illustré par diverses expériences récentes, chacune fournissant un exemple d'analyse sur la base d'un modèle particulier. On donne d'abord des exemples utilisant soit la diffusion rotationnelle isotrope, soit la réorientation par sauts autour d'un ou deux axes.

Puis, avec l'octaphénylcyclotétrasiloxane, on montre comment le même mouvement moléculaire peut apparaître sous des aspects différents, selon l'échelle de temps des expériences. Nous décrivons un modèle correspondant à la rotation uniaxiale de l'ensemble de la molécule, associée à des oscillations de grande amplitude. Enfin on fournit un exemple dans lequel une vibration de basse fréquence contribue de façon significative à l'intensité quasiélastique diffusée.