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2016 Fiscal Year Annual Research Report

蛍光X線・中性子線ホログラフィーによるドープ原子3Dイメージング

Planned Research

Project Area3D Active-Site Science
Project/Area Number 26105006
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

林 好一  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20283632)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 細川 伸也  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30183601)
大山 研司  茨城大学, 理工学研究科, 教授 (60241569)
Project Period (FY) 2014-07-10 – 2019-03-31
Keywords蛍光X線ホログラフィー / 中性子線ホログラフィー / 局所構造 / 3D原子イメージング / 強磁性半導体 / 光化学系II
Outline of Annual Research Achievements

以下に示す(i)~(iv)の4つのトピックについて,主な成果を上げた.(i):バイオ物質に向けたノーマルモードの蛍光X線ホログラフィーの開発を行った.ここでは、サイト選択性も実現するために,二次元X線検出器を用いた新たな測定技術開発にも取り組んだ.試料にはマグネタイト単結晶を用いた.鉄二価および鉄三価の異なる吸収端を用いて,それぞれのホログラムを別々に抽出することに成功した.ここで得られたデータ処理技術は,サイト選択バイオホログラフィーの確立にとって大変有用である.(ii):Bi2Te3Mn0.1トポロジカル絶縁体について,Mn原子の不純物サイトを探索するために,100Kおよび300KでMnKαX線蛍光ホログラフィーおよびXAFS測定を行った.可能なMn不純物サイトは,置換サイトおよび層間サイトであることを見出した.置換部位の不純物Mn原子の位置変動には明確な温度依存性も見られた.(iii):熱伝導率を改善させるためにTaをドープした熱電材料Fe2VAlホイスラー合金の蛍光X線ホログラム測定を行った.Ta周辺の局所構造を理解するために,我々はTa Kα線による 蛍光X線ホログラムを観察した. Ta周辺のFe像はV付近のFe像より強く,Taの位置ゆらぎがV よりも小さいことが示された.(iv):軽元素の局所構造観察を目的とし,J-PARCでの多波長中性子ホログラフィーの開発を行ってきた.我々は,BドープSi,RB6(R:Yb,La),EuドープCaF2中のドーパント周辺の局所構造を観察することに成功した.特に,EuドープCaFについては,Euの価数が三価であることが原因とされる,近接Caの異常な原子位置ずれが観測された.また,電荷を補償するために余剰なFが格子間に存在することも確認された.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

連携研究については,予定通り順調に進んでいる。また.論文についても高IFの雑誌に多数掲載された.

Strategy for Future Research Activity

中性子線ホログラフィーについては,0.1%以下のドーパントについても実験可能性の評価を進める.水素やリチウムなどの,他の手法では見えない元素の局所構造の観測にも新たにチャレンジする.蛍光X線ホログラフィーについては,CaC6のカルシウムのまわりの3Dイメージングを対象とした実験を行い,光電子ホログラフィーとの結果の比較を行う.バイオ蛍光X線ホログラフィーについては,サイト選択技術をPSII中のMn4CaO5クラスターの価数配置決定に応用する.得られた構造情報をA03班鷹野Gにフィードバックし,光合成反応のメカニズムを解明する.

  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] マールブルグ大学/エアランゲン大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      マールブルグ大学/エアランゲン大学
  • [Int'l Joint Research] フランス国立科学研究センター(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      フランス国立科学研究センター
  • [Journal Article] Strain engineering for anion arrangement in perovskite oxynitride2017

    • Author(s)
      Daichi Oka, Yasushi Hirose, Fumihiko Matsui, Hideyuki Kamisaka, Tamio Oguchi, Naoyuki Maejima, Hiroaki Nishikawa, Takayuki Muro, Kouichi Hayashi, and Tetsuya Hasegawa
    • Journal Title

      ACS NANO

      Volume: 11 Pages: 3860-3866

    • DOI

      10.1021/acsnano.7b00144

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A divalent rare earth oxide semiconductor: Yttrium monoxide2016

    • Author(s)
      Kenichi Kaminaga, Ryosuke Sei, Kouichi Hayashi, Naohisa Happo, Hiroo Tajiri, Daichi Oka, Tomoteru Fukumura, Tetsuya Hasegawa
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 108 Pages: 122102_1-5

    • DOI

      10.1063/1.4944330

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large As sublattice distortion in sphalerite ZnSnAs2 thin films revealed by x-ray fluorescence holography2016

    • Author(s)
      Kouichi Hayashi, Naotaka Uchitomi, Keitaro Yamagami, Akiko Suzuki, Hayato Yoshizawa, Joel T. Asubar, Naohisa Happo, and Shinya Hosokawa
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 119 Pages: 119_1-8

    • DOI

      10.1063/1.4945004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemical and orbital fluctuations in Ba3CuSb2O9,2016

    • Author(s)
      Yusuke Wakabayashi, Daisuke Nakajima, Yuki Ishiguro, Kenta Kimura, Tsuyoshi Kimura, Satoshi Tsutsui, Alfred Q. R. Baron, Kouichi Hayashi, Naohisa Happo, Shinya Hosokawa, Kenji Ohwada, and Satoru Nakatsuji
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 93 Pages: 245117_1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.93.245117

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of an X-ray fluorescence holographic measurement systems for protein crystal2016

    • Author(s)
      Ayana Sato-Tomita, Naoya Shibayama, Naohisa Happo, Koji Kimura, Takahiro Okabe, Tomohiro Matsushita, Sam-Yong Park, Yuji C. Sasaki, and Kouichi Hayashi
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 87 Pages: 063707_1-7

    • DOI

      10.1063/1.4953453

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 蛍光X線ホログラフィーによるFe2VAlホイスラー型熱電材料のドーパントまわり局所構造解析2017

    • Author(s)
      木村耕治、林好一、山本健太、J. R. Stellhorn、戎佳宏、八方直久、田尻寛男、尾崎徹、細川伸也、宮崎秀俊、西野洋一
    • Organizer
      日本放射光学会
  • [Presentation] 蛍光X線ホログラフィーによる10H型Mg75Zn10Y15 LPSO 合金におけるZnまわり局所構造解析2017

    • Author(s)
      木村耕治, 林好一, 西岡拓巳, 萩原幸司, 伊津野仁史, 八方直久, 細川伸也, 鈴木基寛
    • Organizer
      日本金属学会2017年春期講演大会
  • [Presentation] 蛍光X線ホログラフィーの最近の応用と原子層観測への可能性2016

    • Author(s)
      林 好一
    • Organizer
      物性研究所短期研究会 「原子層上の活性サイトで発現する局所機能物性」
    • Invited
  • [Presentation] X-ray fluorescence holographic study on high-temperature superconductor FeSe0.4Te0.62016

    • Author(s)
      Kouichi Hayashi
    • Organizer
      International Workshop on Superconductivity and Related Functional Materials 2016
    • Invited
  • [Remarks] 構造物性科学研究室

    • URL

      http://structure.web.nitech.ac.jp/

  • [Remarks] 3D活性サイト科学

    • URL

      http://www.3d-activesite.jp/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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