Time-resolved measurements of electric-field induced atomic motions by using short-pulse synchrotron-radiation

• Project/Area Number: 26870491
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Condensed matter physics I
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: AOYAGI Shinobu 名古屋市立大学, その他の研究科, 准教授 (40360838)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 時分割X線回折 / 電場下X線回折 / 放射光 / 圧電体 / 強誘電体 / 水晶 / リラクサー強誘電体 / 分極反転 / 格子振動

Outline of Final Research Achievements

Atomic motions of a quartz oscillator under an alternating electric field are revealed by using a time-resolved synchrotron-radiation X-ray diffraction technique developed by this research subject. The lattice strain resonantly amplified by the alternating electric field is 10000 times larger than that induced by a static electric field. The resonantly amplified lattice vibration of the quartz oscillator is achieved by fast displacements of oxygen anions and collateral resilient deformation of Si－O－Si angles bridging rigid SiO4 tetrahedra.

Research Products

• [Journal Article] 短パルスX 線回折による水晶の振動機構の解明 (2016)
  • Author(s): 青柳忍, 大沢仁志, 杉本邦久, 森吉千佳子, 黒岩芳弘
  • Journal Title: SPring‑8/SACLA 利用者情報 Volume: 21 Pages: 78-83
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Crystal Structure Analysis of LiTaO3 under Electric Field (2015)
  • Author(s): Shinobu Aoyagi, Hitoshi Osawa, Kunihisa Sugimoto, Makoto Iwata, Shoichi Takeda,Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics Volume: 54 Issue: 10S Pages: 10NB03-10NB03
  • DOI: 10.7567/jjap.54.10nb03
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Atomic motion of resonantly vibrating quartz crystal visualized by time-resolved X-ray diffraction (2015)
  • Author(s): S. Aoyagi, H. Osawa, K. Sugimoto, A. Fujiwara, S. Takeda, C, Moriyoshi, Y. Kuroiwa
  • Journal Title: Appl. Phys. Lett. Volume: 107 Issue: 20 Pages: 201905-201905
  • DOI: 10.1063/1.4935591
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 共振状態のランガサイト振動子の時分割結晶構造解析 (2016)
  • Author(s): 青柳忍, 大沢仁志, 杉本邦久, 竹田翔一, 森吉千佳子, 黒岩芳弘
  • Organizer: 第33回強誘電体応用会議
  • Place of Presentation: コープイン京都（京都市中京区）
  • Year and Date: 2016-05-27
• [Presentation] Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3の交流電場下時分割X線回折 (2016)
  • Author(s): 青柳忍, 青柳鮎美, 大沢仁志, 杉本邦久, 竹田翔一, 森吉千佳子, 黒岩芳弘, 岩田真
  • Organizer: 日本物理学会第71回年次大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学 泉キャンパス（仙台市）
  • Year and Date: 2016-03-21
• [Presentation] 誘電体の電場下原子ダイナミクス計測 (2015)
  • Author(s): 青柳忍
  • Organizer: 2015年冬季中部・関西誘電体セミナー
  • Place of Presentation: 中部大学（春日井市）
  • Year and Date: 2015-12-19
• [Presentation] 原子・分子ナノダイナミクスの放射光構造計測 (2015)
  • Author(s): 青柳忍
  • Organizer: 日本化学会研究会「低次元系光機能材料研究会」第4回研究講演会 -次元制御とπ造形科学がもたらす物性科学の新展開-
  • Place of Presentation: 化学会館（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-05-29
  • Invited
• [Presentation] LiTaO3の電場下結晶構造解析 (2015)
  • Author(s): 青柳忍, 大沢仁志, 杉本邦久, 岩田真, 竹田翔一, 森吉千佳子, 黒岩芳弘
  • Organizer: 第32回強誘電体応用会議
  • Place of Presentation: コープイン京都（京都市中京区）
  • Year and Date: 2015-05-22
• [Presentation] 共振した水晶振動子の巨大な原子ダイナミクス (2015)
  • Author(s): 青柳忍, 大沢仁志, 杉本邦久, 藤原明比古, 竹田翔一, 森吉千佳子, 黒岩芳弘
  • Organizer: 日本物理学会第70回年次大会
  • Place of Presentation: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [Presentation] 水晶のMHz交流電場下でのサブナノ秒時分割構造解析 (2015)
  • Author(s): 青柳忍, 大沢仁志, 杉本邦久, 藤原明比古, 竹田翔一, 森吉千佳子, 黒岩芳弘
  • 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（滋賀県草津市）
  • Year and Date: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [Presentation] 水晶の圧電振動のサブナノ秒時分割構造解析 (2014)
  • Author(s): 青柳忍, 大沢仁志, 杉本邦久, 藤原明比古, 竹田翔一, 森吉千佳子, 黒岩芳弘
  • Organizer: 平成26年度日本結晶学会年会
  • Place of Presentation: 東京大学農学部（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-11-01 – 2014-11-03