Observation of the valence-band anisotropy of perovskite dielectrics under applied electric field probed by X-ray emission spectroscopy

• Project/Area Number: 24540325
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Condensed matter physics I
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: NAKAJIMA Nobuo 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90302017)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2014: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2013: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: ペロブスカイト型チタン酸化物 / 電荷移動励起 / 誘電分極 / 共鳴Ｘ線発光分光 / X線発光分光 / オペランド分光測定 / 一軸異方性 / 価電子帯異方性 / Ｘ線発光分光 / 発光分光

Outline of Final Research Achievements

Ti K resonant X-ray emission spectra of SrTiO3 in quantum paraelectric phase were measured. It was that charge transfer excitation peaks were influenced by temperature decrease and UV irradiation. It can be a direct evidence that the electric dipole moment is derived from Ti off-center displacement in an oxygen otcahedon. The UV-assisted dipole moments were aligned parallel to the static electric field, as is evidenved from the additional change of the CT peak. We conclude that a local polar region formed by UV irradiation evolves under DC field application at low temperature.

Research Products

• [Journal Article] X-ray Absorption Study of the Local Dipole Moment in SrTiO3 under Uniaxial Pressure (2015)
  • Author(s): Chisato Temba, Shuhei Kawakami, Nobuo Nakajima, Naoki Ishimatsu, Hiroshi Maruyama
  • Journal Title: Journal of the Korean Physical Society Volume: 66
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 共鳴Ｘ線発光分光による典型強誘電体チタン酸バリウムの局所分極状態の研究 (2015)
  • Author(s): 中島伸夫
  • Journal Title: 日本放射光学会誌「放射光」 Volume: 28 Pages: 12-17
  • NAID: 40020343130
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Core excitations in resonant x-ray Raman scattering of titanium oxides: an approach for electronic structures (2014)
  • Author(s): Y. Tezuka, T. Sasaki, Y. Fujita, T. Iwamoto, H. Osawa, S. Nozawa, N. Nakajima, H. Sato, T. Iwazumi
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. Volume: 83 Issue: 1 Pages: 014707-014707
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.014707
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Direct Observation of Ultraviolet-Induced One-Dimensional Vibration of Ti Ions in Red Phosphor Sr(Ti0:939,Al0:061)O3:Pr3+ (2013)
  • Author(s): Nobuo Nakajima, Masataka Deguchi, Hiroshi Maruyama, Hitoshi Osawa, Chikako Moriyoshi, and Yoshihiro Kuroiwa
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics Volume: 52 Issue: 9S1 Pages: 09KF05-09KF05
  • DOI: 10.7567/jjap.52.09kf05
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electric-Field-Induced Insulator–Metal Transition in Ca2RuO4 Probed by X-ray Absorption and Emission Spectroscopy (2013)
  • Author(s): Mariko Sakaki, Nobuo Nakajima, Fumihiko Nakamura, Yasuhisa Tezuka, and Takashi Suzuki
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 82 Issue: 9 Pages: 093707-093707
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.093707
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] UV-Induced Change in the Electronic Structure of SrTiO3 at Low Temperature Probed by Resonant X-Ray Emission Spectroscopy (2013)
  • Author(s): Shuhei Kawakami, Nobuo Nakajima, Takahiro Takigawa, Masashi Nakatake, Hiroshi Maruyama, Yasuhisa Tezuka, and Toshiaki Iwazumi
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 82 Issue: 5 Pages: 053701-053701
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.053701
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhancement of dielectric constant of BaTiO3 nanoparticles studied by resonant x-ray emission spectroscopy (2012)
  • Author(s): Nobuo Nakajima, Megumi Oki, Yoichi Isohama, Hiroshi Maruyama, Yasuhisa Tezuka, Kotaro Ishiji, Toshiaki Iwazumi, Kozo Okada
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 86 Issue: 22
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.224114
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 共鳴X線発光分光法を用いた低温相SrTiO3の局所分極観測 (2015)
  • Author(s): 川上修平、中島伸夫、圓山裕、河村直己、水牧仁一朗
  • Organizer: 第３２回強誘電体応用会議
  • Place of Presentation: コープイン京都
  • Year and Date: 2015-05-20 – 2015-05-23
• [Presentation] 巨大誘電性を示すCaCu3Ti4O12の電子状態 (2015)
  • Author(s): 川内達也、佐野瑛彦 、中島伸夫、手塚泰久、渡辺孝夫
  • Organizer: 第３２回ＰＦシンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [Presentation] BaTiO3のパルス電場下における時分割XAFS (2015)
  • Author(s): 佐野瑛彦、中島伸夫、足立純一、丹羽 尉博、手塚泰久
  • Organizer: 第３２回ＰＦシンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [Presentation] X線ラマン散乱による CaCu3Ti4O12 の電子構造の研究 (2015)
  • Author(s): 横内悠斗、三上雅矢、手塚泰久、任皓駿、渡辺孝夫、野澤俊介、中島伸夫、岩住俊明
  • Organizer: 第３２回ＰＦシンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [Presentation] 共鳴X線発光分光法を用いた量子常誘電体SrTiO3の局所分極観測 (2015)
  • Author(s): 川上修平、中島伸夫、仲武昌史、河村直己、水牧仁一朗、圓山裕
  • Organizer: 第28回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ･くさつキャンパス
  • Year and Date: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [Presentation] X線ラマン散乱によるCaCu3Ti4O12の電子構造研究II (2015)
  • Author(s): 手塚泰久，三上雅矢，横内悠斗，任皓駿，渡辺孝夫，野沢俊介，中島伸夫，岩住俊明
  • Organizer: 第28回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ･くさつキャンパス
  • Year and Date: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [Presentation] 一軸応力下におけるTi K吸収端のX線吸収分光の試み (2014)
  • Author(s): 天場千覚，川上修平，中島伸夫，石松直樹，圓山裕
  • Organizer: 第55回高圧討論会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス
  • Year and Date: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [Presentation] 紫外線＋直流電場が誘起するSrTiO3の誘電特性と結晶方位依存性 (2014)
  • Author(s): 川上修平，中島伸夫，仲武昌史，圓山裕
  • Organizer: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • Place of Presentation: 中部大学 春日井キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [Presentation] チタン酸ストロンチウムの表面構造と電子状態 (2014)
  • Author(s): 中島伸夫，森野友紀，川上修平，天場千覚，仲武昌史
  • Organizer: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • Place of Presentation: 中部大学 春日井キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [Presentation] X線ラマン散乱によるCaCu3Ti4O12の電子構造研究II (2014)
  • Author(s): 手塚泰久，三上雅矢，横内悠斗，任皓駿，渡辺孝男，野澤俊介，中島伸夫，岩住俊明
  • Organizer: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • Place of Presentation: 中部大学 春日井キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [Presentation] Ti-O Covalency in Perovskite Titanates Probed by Resonant X-ray Emission Spectroscopy (2014)
  • Author(s): Nobuo Nakajima, Gouki Watanabe, Hioshi Maruyama, Yasuhisa Tezuka
  • Organizer: The 10th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
  • Place of Presentation: International Conference Center Hiroshima
  • Year and Date: 2014-08-17 – 2014-08-20
  • Invited
• [Presentation] X-ray Absorption Study of the Local Dipole Moment in SrTiO3 under Uniaxial Pressure (2014)
  • Author(s): Temba Chisato, Shuhei Kawakami, Nobuo Nakajima, Naoki Ishimatsu, Hiroshi Maruyama
  • Organizer: The 10th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
  • Place of Presentation: International Conference Center Hiroshima
  • Year and Date: 2014-08-17 – 2014-08-20
• [Presentation] Ultraviolet Induced Polarization of SrTiO3 at Low Temperature Probed by Resonant X-ray Emission Spectroscopy (2014)
  • Author(s): Shuhei Kawakami, Nobuo Nakajima, Masashi Nakatake, Naomi Kawamura, Masaichiro Mizumaki, Hiroshi Maruyama
  • Organizer: The 10th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
  • Place of Presentation: International Conference Center Hiroshima
  • Year and Date: 2014-08-17 – 2014-08-20
• [Presentation] X-ray Absorption Study of the Local Dipole Moment in SrTiO3 (2014)
  • Author(s): Temba Chisato, Shuhei Kawakami, Nobuo Nakajima, Naoki Ishimatsu, Hiroshi Maruyama
  • Organizer: 2014 Japan-Korea Student Workshop
  • Place of Presentation: Hiroshima University
  • Year and Date: 2014-07-24
• [Presentation] UV-induced Electric Diple Moment in Quantum Paraelectric SrTiO3 Studied by Resonant X-ray Emission Spectroscopy (2014)
  • Author(s): Shuhei Kawakami, Nobuo Nakajima, Hiroshi Maruyama
  • Organizer: 2014 Japan-Korea Student Workshop
  • Place of Presentation: Ｈｉｒｏｓｈｉｍａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
  • Year and Date: 2014-07-24
• [Presentation] SrTiO3における紫外線誘起Ti一次元振動の直接観測 (2013)
  • Author(s): 中島伸夫，出口将貴，圓山裕，森吉千佳子，黒岩芳弘
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学
• [Presentation] 低温相SrTiO3の電子状態の紫外線＋直流電場による変化 (2013)
  • Author(s): 川上修平，中島伸夫，仲武昌史，圓山裕，河村直己，水牧仁一朗
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学
• [Presentation] X線ラマン散乱によるBaTiO3電子構造異方性の温度変化の測定 (2013)
  • Author(s): 手塚泰久，大浦龍介，佐々木祐輔，三上雅矢，中島伸夫，野沢俊介，岩住俊明，五十棲泰人
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学
• [Presentation] SrTiO3における紫外線誘起Ti 一次元振動の直接観測 (2013)
  • Author(s): 中島伸夫，出口将貴，圓山 裕，森吉千佳子，黒岩芳弘
  • Organizer: 第30回強誘電体応用会議(FMA30)
  • Place of Presentation: コープイン京都
• [Presentation] Resonant x-ray emission spectroscopy as a local probe method: a study of Ti off-centering in ferroelectric BaTiO3 (2012)
  • Author(s): Nobuo Nakajima
  • Organizer: IUMRS-ICEM 2012
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama
  • Invited
• [Presentation] Resonant X-ray emission spectroscopy of SrTiO3 under ultraviolet laser irradiation (2012)
  • Author(s): S. Kawakami, T. Takigawa, N. Nakajima, M. Nakatake, H. Maruyama, and Y. Tezuka
  • Organizer: ICESS-12
  • Place of Presentation: Palais des Congres - Saint Malo, France
• [Presentation] 陽極酸化処理により作製したTiO2ナノチューブの結晶構造と異方的電子状態
  • Author(s): 山根雄介、川上修平、○中島伸夫、仲武昌史、圓山裕
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学平塚紀キャンパス
• [Presentation] 一軸応力下におけるSrTiO3のX線吸収分光
  • Author(s): 天場千覚，川上修平，森野友紀，石松直樹，中島伸夫，圓山裕
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学平塚紀キャンパス
• [Presentation] 低温相SrTiO3 の電子状態の紫外線＋直流電場による変化II
  • Author(s): 川上修平，中島伸夫，仲武昌史，圓山裕
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学平塚紀キャンパス
• [Presentation] X線ラマン散乱によるCaCu3Ti4O12の電子構造研究
  • Author(s): 手塚泰久，佐々木祐輔，三上雅矢，任皓駿，渡辺孝男，野澤俊介，中島伸夫，岩住俊明
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学平塚紀キャンパス
• [Presentation] オペランド条件下軟Ｘ線分光による有機薄膜太陽電池の電子状態の研究
  • Author(s): 有塚あすか、○中島伸夫、田中仙君、手塚泰久、北島義典、圓山裕
  • Organizer: 第3１回PFシンポジウム
  • Place of Presentation: つくばエポカル
• [Presentation] 共鳴X 線発光分光による量子常誘電体SrTiO3の電子状態観測
  • Author(s): 川上修平、中島伸夫、仲武昌史、河村直己、水牧仁一朗、圓山裕
  • Organizer: 第27回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
• [Presentation] X 線吸収分光による(Ba1-xCax)TiO3のCa 置換効果
  • Author(s): 平塚祐也、中島伸夫、 符徳勝、 圓山裕
  • Organizer: 第27回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
• [Presentation] X 線分光によるTiO2ナノチューブの異方的電子状態の研究
  • Author(s): 山根雄介、川上修平、平塚祐也、中島伸夫、仲武昌史、河村直己、圓山裕
  • Organizer: 第27回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
• [Presentation] 軟X線吸収・発光分光法による有機薄膜太陽電池の電子状態の研究
  • Author(s): 有塚あすか，中島伸夫，田中仙君，手塚泰久，北島義典，圓山裕
  • Organizer: 第27回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
• [Presentation] X線ラマン散乱によるCaCu3Ti4O12 の電子構造の研究
  • Author(s): 佐々木祐輔， 大浦龍介， 三上雅矢，任皓駿， 渡辺孝男， 野澤俊介， 中島伸夫，岩住俊明， 手塚泰久
  • Organizer: 第27回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
• [Presentation] Local origin of the ferroelectric moment in SrTiO3: real space and energy space studies
  • Author(s): Nobuo Nakajima, Shuhei Kawakami,Hiroshi Maruyama
  • Organizer: •The International Union of Materials Research Societies International Conference in Asia 2013 (IUMRS-ICA-2013)
  • Place of Presentation: INSTITUTE OF SCIENCE, Bangalore, India
  • Invited
• [Presentation] UV照射下における低温相SrTiO3の電子状態
  • Author(s): 川上修平，中島伸夫，瀧川隆博，仲武昌史，圓山裕，手塚泰久，岩住俊明，水牧仁一朗，河村直己
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
• [Presentation] X線吸収分光による(Ba1-xCax)TiO3の電子状態の研究
  • Author(s): 平塚祐也，中島伸夫，符徳勝，圓山裕
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
• [Presentation] 共鳴X線発光分光によるペロブスカイトチタン酸化物のTi-O共有結合のAサイト依存性
  • Author(s): 中島伸夫，渡辺剛基，川上修平，磯濱陽一，圓山裕，手塚泰久，岩住俊明，河村直己，水牧仁一朗
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
• [Presentation] 共鳴発光分光によるペロブスカイト型チタン酸化物の電気双極子モーメントの直接観測
  • Author(s): 中島伸夫、川上修平、圓山裕、手塚泰久、岩住俊明
  • Organizer: 物構研サイエンスフェスタ
  • Place of Presentation: つくば国際会議場