ハイブリッド配位構造が導く強的秩序物性の解明とマルチステートの発現
Project/Area Number |
22H01768
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
安井 伸太郎 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (40616687)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
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Keywords | 強誘電体 / フェリ磁性体 / マルチフェロイック / k-Al2O3構造 / 強誘電性 / 磁性 |
Outline of Research at the Start |
本研究はハイブリッド配位構造が導く強的秩序物性の解明とマルチステートの発現を目指す。ハイブリッド配位構造を有するk-Al2O3型構造材料群が示すマルチステートは、強誘電分極反転することによって、結晶内の4配位カチオンと6配位カチオンの配位数が入れ替わり、6配位と4配位を取り得る事を可能とする。従って、フェリ磁性を磁場で制御する事に加えて、電場で制御することも可能となり、単物質では不可能であったと考えられるマルチステートな強的秩序物性を発現する可能性を秘める。本申請は実験的にその証明を行い、新しい学理の構築を目指す。
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Outline of Annual Research Achievements |
高圧FZを用いて作製したScドープされたFe量1.25(Ga0.75)組成の単結晶を粉砕し粉末を得た。使用したSc量はx=0, 0.10, 0.15であった。作製した粉末においてXMCD測定にてFe L-edgeから得られるスペクトルより磁気モーメントの状態を解析した。Scの量と温度を変化させて実験を行った結果、Sc無ドープにおいては320KにてFe由来の磁気モーメントが存在することがわかった。また、酸素八面体から得られる磁化と酸素四面体から得られる磁気モーメントの方向は逆で有り、フェリ磁性であることがわかった。Scをドープしたサンプルにおいて、x=0.10および0.15で同様の磁気モーメントの振る舞いを示し、酸素八面体は無ドープと同様、酸素四面体から得られる磁気モーメントはほとんど無かった。構成される元素を考えると、GaおよびScは磁気モーメントを持たないので、Scをドープする事で優先的に酸素四面体サイトを占有すると考えられる。これを調査するために中性子回折を行った結果、XMCDから予想された結果とつじつまの合う結果となった。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた通りに研究が進んでいるため。
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Strategy for Future Research Activity |
構成元素と各サイトにおける磁化測定について研究手法を確立したので、ドーパントを磁性材料に変更してそれぞれの磁気モーメントにて議論することで本材料系の構造と物性について学理を深化させる。また方位を決定した単結晶材の合成についても充分に確立されたため、誘電性および磁性を主とする物性測定の展開を試みる。
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Report
(1 results)
Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Enhancement of crystal anisotropy and ferroelectricity by decreasing thickness in (Al,Sc)N films2022
Author(s)
Yasuoka Shinnosuke, Mizutani Ryoichi, Ota Reika, Shiraishi Takahisa, Shimizu Takao, Yasui Shintaro, Ehara Yoshitaka, Nishida Ken, Uehara Masato, Yamada Hiroshi, Akiyama Morito, Imai Yasuhiko, Sakata Osami, Funakubo Hiroshi
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Journal Title
Journal of the Ceramic Society of Japan
Volume: 130
Issue: 7
Pages: 436-441
DOI
ISSN
1348-6535, 1882-0743
Year and Date
2022-07-01
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Peer Reviewed
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