2004 Fiscal Year Annual Research Report
コヒーレントフォノン励起法による量子ゆらぎダイナミクスの研究
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14204029
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| Research Institution | HOKKAIDO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
八木 駿郎 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (30002132)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武貞 正樹 北海道大学, 大学院・理学研究科, 講師 (30311434)
伊藤 満 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (30151541)
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| Keywords | 量子ゆらぎ / コヒーレント / ソフトモード / ソフトフォノン / 量子常誘電体 / 不均一性 / 強誘電体 / 完全凍結 |
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| Research Abstract |
本研究課題の最終年度に入り、量子ゆらぎの相転移機構に果たす役割から、その動的特性をとらえるため、常誘電体SrTiO_3を中心として、極低温における広帯域高分解能スペクトルを観測した。その結果、本年度になって、数多くの成果が得られた。そのうち、
1.同位元素置換SrTi^<18>O_3における強誘電性相転移は、極めて観測例が少ないソフト強誘電性モードの完全凍結を示す完全変位型相転移である事が明らかになった。この現象に於いて、量子ゆらぎはコヒーレントな励起状態を持ち、それがソフトフォノンと結合することで、通常の強誘電性相転移において例外なく、過減衰モードとなってしまうソフトモードに対して、減衰の増加を抑制している役割が明らかになった。このことは、同位元素置換強誘電性相転移が報告されて以来、その相転移機構に関して数々の実験研究がなされ、その結果に関する議論が展開されていたが、それらのすべてを一気に正しい結論に導くものであった。ちなみに、本研究成果の迅速な公表がなされた時点では、世界各国で約20グループが誤った解釈に基づく実験を遂行中あるいは遂行しようとしていたと言われている。本研究によって、極限的に精度の高い分光実験が行われ、このように意義ある研究成果が達成された事は極めて本研究課題が有効に展開された事を示している。
さらに、本研究課題の遂行により、
2.局所的対称性低下領域における格子振動のソフト化の実例が確認された。これは、極めて良質の均質な結晶においても、系全体を均質と考える事は出来ず、揺らぎにより、格子欠陥、不純物、異種原子等の核を中心として、動的に不均一領域が形成される事が相転移の基本的要因となっている事を示すもので、均質系(homogeneous system)を基盤として展開されてきた従来の物性研究全般を、不均一系(inhomogeneous system)を中心として再構築する方向を示すもので、今後の展開が期待される領域が示された。
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