| Project/Area Number |
18H05208
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
腰原 伸也 東京工業大学, 理学院, 教授 (10192056)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 忠彦 東京工業大学, 理学院, 助教 (70313327)
沖本 洋一 東京工業大学, 理学院, 准教授 (50356705)
東 正樹 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40273510)
林 靖彦 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (50314084)
羽田 真毅 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (70636365)
桑原 真人 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (50377933)
宮坂 等 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50332937)
小野 淳 東北大学, 理学研究科, 助教 (40845848)
石原 純夫 東北大学, 理学研究科, 教授 (30292262)
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| Project Period (FY) |
2018-04-23 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥630,110,000 (Direct Cost: ¥484,700,000、Indirect Cost: ¥145,410,000)
Fiscal Year 2022: ¥75,530,000 (Direct Cost: ¥58,100,000、Indirect Cost: ¥17,430,000)
Fiscal Year 2021: ¥88,010,000 (Direct Cost: ¥67,700,000、Indirect Cost: ¥20,310,000)
Fiscal Year 2020: ¥154,440,000 (Direct Cost: ¥118,800,000、Indirect Cost: ¥35,640,000)
Fiscal Year 2019: ¥158,730,000 (Direct Cost: ¥122,100,000、Indirect Cost: ¥36,630,000)
Fiscal Year 2018: ¥153,400,000 (Direct Cost: ¥118,000,000、Indirect Cost: ¥35,400,000)
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| Keywords | 光誘起相転移 / フェムト秒パルス電子線 / 量子ダイナミクス / 超高速ダイナミクス / 隠れた物質秩序 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、物質と光子が一体化した場で極短時間に発現する、光励起特有の新秩序状態(Hidden State)の特性や生成過程を、フェムト秒分光・電子線構造観測手法を用いて解明し、超高速可逆光相変換物質の開拓や新奇(光誘起マルチフェロイクス)物質の開拓に挑戦することを目的とした。
この目的達成のために、物質開発、装置開発、理論開拓の3本柱の体制のもと、令和4年度は以下2点に関して、当初計画に沿って集中的努力を行い成果を上げることができた。
（１）開発した超短パルス電子線装置の時間幅を具体的に評価するために、THｚパルス光の電場による電子バンチの変調を活用する新しいパルス幅測定装置を完成させた。この測定系は世界的にも例がほとんどない先進的なものであるが、これによって新たな電子線パルス幅評価法が確立した。さらにこれを利用した10fs程度の時間分解測定も可能であることを示すことができた。
（２）スピン偏極線源の導入と評価が完了し、具体的なマルチフェロイック材料BiFeO3薄膜結晶でのスピン偏極電子回折測定を実施し、試料比較から電子回折観測結果を得ることに成功した。
また、超高速量子操作が可能な新光電材料の開発に関しては、可視からTHｚまでの広範な波長域の励起光を用いて、新物理メカニズムを起源とする強誘電性を発揮するRFe2O4を中心に分光学的実験を実施し、量子光誘起相転移の発現とそれを利用した誘電性、スピン状態の超高速制御を達成した。またこのような電子－格子強相関物質系に、THｚなどの外部励起光電場が結合することで期待される新物性機能に関して、理論グループと連携して、新しい電子－外場結合状態（ドレスド状態）とそれを介した量子ダイナミクスの理論的枠組み（学理）を構築し、BiFeO3等具体的なマルチフェロイック物質の超高速光誘電・磁性応答のメカニズムを解明することに成功した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Assessment Rating |
Interim Assessment Comments (Rating)
A: In light of the aim of introducing the research area into the research categories, the expected progress has been made in research.
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