フェロイック物質の分域壁内ダイポール構造とそのダイナミクス
| Project/Area Number |
23K20818
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| Project/Area Number (Other) |
21H01010 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology (2023-2024)
Chiba University (2021-2022) |
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Principal Investigator |
横田 紘子 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (50608742)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
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| Keywords | フェロイック / 分域壁 / 内部構造 / 非線形光学 / 光第2高調波 / 強弾性体 / 反位相境界 / フェロアキシャル / ドメイン境界 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者がこれまでに開発してきた非破壊3次元可視化が可能な光第2高調波顕微鏡を用いて、(1) 分域壁がブロッホラインやバイカイラリティ構造のような分域とは異なる特異な内部構造を有しているのか、(2) 分域壁の内部構造が新規機能性をもたらすのか、を明らかにする 。これらの目的を達成するために、Δk 現象や干渉現象などを利用する。さらに構造化照明顕微法を適用することにより光の回折限界を2倍以上上回る空間分解能を実現し、分域壁の内部構造観察を行う。本研究を通じて、分域だけでは理解できなかった反強誘電性の相転移機構や巨大物性発現機構について新しい視点から知見を与える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
フェロイック物質においては分域構造が必然的に存在し、これらの分域構造を隔てているのが分域境界である。従来、この分域境界は幅が狭いこともあり、研究が行われていなかったが、この10年で理論・実験の両側面から研究が進んでおり、分域とは異なる構造や性質を示すことが次々に報告されている。本年度は昨年度に引き続き分域境界の対象を広げ、反位相境界に着目した実験を行った。反位相境界は強弾性体に限らず、多くの物質系において存在し、かつ高密度化することができるため、メモリへの応用が期待できる。
光第2高調波顕微システムを用いて反位相境界観察を行った結果、反位相境界が極性を有することを明らかにした。また、応力を印加することによって反位相境界の数が増加し、それによって極性が強くなることを実験的に明らかにした。シミュレーションを併用することによって、この実験結果が確かに再現できることが分かった。
一方で、散漫散乱実験を並行して行った。その結果、光第2高調波測定で得られたのと同様に反位相境界が多数存在し、かつ応力を印加することによってその向きを反転させることができることを明らかにした。電場印加によってこの傾向が強くなることも明らかにした。これらの結果に関してはAdvanced Materialsに掲載済みである。
さらに本年度はフェロアキシャルと呼ばれる新しいフェロイック物質についても実験を開始した。フェロアキシャルは第4のフェロイック物質として注目を集め始めた物質群である。強弾性体に代替される物質として注目されているがあまり実験が行われていないのが現状である。この物質群についても実験を開始し、ドメインの可視化に成功するなど成果を上げてきている。
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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
レーザーの故障などにより、装置開発については多少の遅れがあるものの、それ以外の新しいテーマの開拓を行うなどしており、概ね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
測定したい試料や測定できる試料の幅が大幅に増えたため、効率的なデータ収集および解析手法を確立することが必要であると考えている。
自動化するなど装置開発で工夫できる箇所は行っていく必要がある。
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
