X-ray diffuse scattering study of the orientational ordering in single crystal C ₆₀

(Received 23 June 1992, accepted 25 June 1992)

Abstract
Single crystal X-ray diffuse scattering photography has been used to provide insights into the orientational ordering of the C ₆₀ molecules. The observations of anisotropic modulations of the diffuse scattering intensity in reciprocal space demonstrates the existence of orientational correlations at room temperature. A new structural transition is observed at T₂=255 K  K, below the face-centered cubic (f.c.c.) to simple cubic orientational ordering phase transition at  K. The transition at T₂ leads to a low temperature super-structure, presumably f.c.c., with a doubling of the constants. Fluctuations associated to both transitions are seen at room temperature while some anisotropic diffuse scattering is still present at 20 K.

Résumé
L'ordre orientationnel des molécules de C ₆₀ a été étudié au moyen de clichés de diffusion diffuse des rayons X. L'intensité de cette diffusion présente des modulations anisotropes qui démontrent l'existence de corrélations orientationnelles à température ambiante. Une nouvelle transition structurale est mise en évidence à T₂=255 K  K, en-dessous de la transition orientationnelle cubique à faces centrées (c.f.c.)-cubique simple à  K. La seconde transition (à T₂) conduit à basse température à une surstructure de paramètre 2a, vraisemblablement c.f.c.. Des fluctuations associées à ces deux transitions persistent à température ambiante alors qu'une diffusion diffuse anisotrope est encore présente à 20 K.