| Project/Area Number |
22KJ1521
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| Project/Area Number (Other) |
21J21236 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小島 慶太 名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 量体化分子 / 短距離秩序 / ダイナミクス / 量体化 / 局所構造解析 |
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| Outline of Research at the Start |
結晶中で金属元素が分子を形成する量体化現象を示す系において、従来、量体化現象が起きていないとされる温度域においても局所的に分子形成が生じていることが明らかになりつつある。層状LiVS2は低温で量体化を示すため、高温の局所状態に着目して研究したところ、ジグザグ鎖状の局所分子形成が生じ、さらに秒のオーダーで揺らぐダイナミクスを示すことを見出した。これは既存の系にはない特徴であり、本研究はLiVS2が示すダイナミクスの起源解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
層状LiVS2に現れるバナジウムジグザグ鎖の動的短距離秩序がもつ相関長やタイムスケール、温度依存性を定量的に評価することを目的として、SPring-8 BL36XUにおいて集光X線による時分割X線吸収測定とX線回折実験を行った。両実験はジグザグ鎖の配向方向が3通り存在し、その向きによって応答が異なることを利用したものであり、ダイナミクスの広がりの大きさやタイムスケールの長さに対して十分に細かい実験を実施することで、ダイナミクスに由来した変化が観測されることが期待される。LiVS2が大気中不安定であること、ダイナミクスが314K以上でのみ観測されることから、窒素ガスフローを行いながら加熱できるヒーターを用いて実験を行った。
両実験では共にLiVS2に生じるダイナミクスを反映するようなデータの変化が観測された。一方でX線吸収測定では0.6秒程度のタイムスケールで周期的に変化していたのに対し、X線回折実験では0.6秒程度の変化は観測できず、数十秒というより長いタイムスケールを持つ変化が観測された。両実験でこのような差が生じる原因は明らかではなく、今後追加の検証を重ねて本質的な変化をとらえることができているか検討したうえで、論文投稿に向けて準備を進めていく。
またLiVS2のダイナミクスが電子状態の変化に伴ってどのように変化するかを明らかにするため、Liを一部離脱したLi0.5VS2とLiを完全に離脱したVS2について局所構造解析を実施した。その結果、両試料において局所的な格子歪が生じていることが明らかになった。具体的にどのような歪が生じているのか、またこれらがダイナミクスを示しているのかについては結晶性や大気中安定性の問題などが原因で明らかにできていないが、今後実験を重ねることでその詳細が明らかにし、論文投稿に向けて準備を進めていく。
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