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2017 Fiscal Year Annual Research Report

エキゾティックな相変化材料の非結晶構造と物性

Research Project

Project/Area Number 16F16796
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

細川 伸也  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30183601)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) STELLHORN JENS  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2016-11-07 – 2018-03-31
Keywords放射光物性 / 異常効果 / 非結晶原子構造 / データ駆動科学
Outline of Annual Research Achievements

申請者の研究プロジェクトは、優れたデータ保存デバイスの基礎物性を探求することを目的としている。レーザー励起による結晶ー非結晶相転移によって情報を記録する光学メディアDVDについて、新しい材料として期待されているGe-Cu-Te混合系半導体の相変化メカニズムを解明するために、放射光X線を用いたX線異常散乱(AXS)法によって非結晶状態(アモルファス相)の原子配列を、アモルファス相の構造を正確な3次元原子配列として導出する。特にGe原子が、DVDとしての速い相変化と長い記録保持性に大きく関わっていることがこれまでのGe-Sb-Te混合系における測定によりわかりつつあるので、光反射率の逆転などエキゾティックな物性と高温で高い安定性を示すなど実用面でも優れているGe-Cu-Te混合系の中距離原子構造と物性の深い関係を、Ge-Cu組成比をいくつか変化させたデータから明白にすることを試みた。

Ge-Cu-Te混合系薄膜を、ドイツ・ダルムシュタット工科大学においてスパッター法 によって作製した。試料はSPring-8においてGe、CuおよびTeそれぞれの元素のまわりの差構造因子を求めるAXS実験を行い、統計性の優れた結果を得た。差構造因子は元素によって異なった形状を持つ。得られた結果は、逆モンテカルロ法を用いて、原子配列を3次元的に導出した。特にGeのまわりの中距離構造に着目し、その配列からその電子状態との関係を導き出した。得られた結果はPhysical Review Lettersに投稿準備をしている。また、AXS法の測定手段の大幅な改善については、6月に台北で行われる第13回放射光装置に関する国際会議で報告する予定である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] CNRS/SIMaP(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      CNRS/SIMaP
  • [Int'l Joint Research] マールブルク大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      マールブルク大学
  • [Int'l Joint Research] パルドゥビチェ大学(チェコ)

    • Country Name
      CZECH
    • Counterpart Institution
      パルドゥビチェ大学
  • [Int'l Joint Research] ハンガリー科学院(ハンガリー)

    • Country Name
      HUNGARY
    • Counterpart Institution
      ハンガリー科学院
  • [Int'l Joint Research] ヤギェウォ大学(ポーランド)

    • Country Name
      POLAND
    • Counterpart Institution
      ヤギェウォ大学
  • [Journal Article] Distinguishing the local environments of Ga and Ge in amorphous (Ga2Se3)0.25(GeSe2)0.75 by anomalous X-ray scattering2018

    • Author(s)
      B. D. Klee, J. R. Stellhorn, M. Krbal, N. Boudet, G. Chahine, N. Blanc, W.-C. Pilgrim, T. Wagner, and S. Hosokawa
    • Journal Title

      Chalcogenide Letters

      Volume: 15 Pages: 1-6

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Impurity position and lattice distortion in a Mn doped Bi2Te3 topological insulator investigated by x-ray fluorescence holography and x-ray absorption fine structure2017

    • Author(s)
      S. Hosokawa, J. R. Stellhorn, T. Matsushita, N. Happo, K. Kimura, K. Hayashi, Y. Ebisu, T. Ozaki, H. Ikemoto, H. Setoyama, T. Okajima, Y. Yoda, H. Ishii, Y.-F. Liao, M. Kitaura, and M. Sasaki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 96 Pages: 214207-1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.96.214207

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Lattice Distortions in TlInSe2 Thermoelectric Material Studied by X-Ray Absorption Fine Structure2017

    • Author(s)
      Hosokawa Shinya、Stellhorn Jens Ruediger、Ikemoto Hiroyuki、Mimura Kojiro、Wakita Kazuki、Mamedov Nazim
    • Journal Title

      Physica Status Solidi A

      Volume: 215 Pages: 1700416~1700416

    • DOI

      10.1002/pssa.201700416

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A valence-selective x-ray fluorescence holography study of an yttrium oxide thin film2017

    • Author(s)
      J. R. Stellhorn, S. Hosokawa, N. Happo, H. Tajiri, T. Matsushita, K. Kaminaga, T. Fukumura, T. Hasegawa, and K. Hayashi
    • Journal Title

      Journal of Applied Crystallography

      Volume: 50 Pages: 1583-1589

    • DOI

      10.1107/S1600576717012821

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ランダム系の部分原子構造研究に用いるX線異常散乱法の進展2017

    • Author(s)
      細川伸也、Jens Ruediger Stellhorn
    • Journal Title

      日本セラミックス協会誌「セラミックス」

      Volume: 52 Pages: 341-344

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Atomic configurations and positional fluctuations in decagonal phase Al75Ni10Co15 quasicrystal by x-ray fluorescence holography2018

    • Author(s)
      J. Stellhorn, S. Hosokawa, K. Kimura, K. Hayashi, M. de Boissieu, A. P. Tsai, N. Blanc, N. Boudet
    • Organizer
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム(2018年1月8-10日、つくば国際会議場)
  • [Presentation] An x-ray fluorescence holographic study on a Fe-based high-temperature superconductor FeSe0.4Te0.62017

    • Author(s)
      J. R. Stellhorn, S. Hosokawa, N. Happo, K. Kimura, K. Hayashi, H. Okazaki, A. Yamashita, and Y. Takano
    • Organizer
      30th International Symposium on Superconductivity (13-14 December 2017, Tokyo)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A valence selective x-ray fluorescence holography study of an yttrium oxide thin film2017

    • Author(s)
      J. R. Stellhorn, S. Hosokawa, N. Happo, H. Tajiri, T. Matsushita, K. Kaminaga, T. Fukumura, T. Hasegawa, and K. Hayashi
    • Organizer
      11th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’17 (3-8 December 2017, Kauai)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Valence-selective x-ray fluorescence holography: an example of an yttrium oxide thin film2017

    • Author(s)
      J. R. Stellhorn
    • Organizer
      5th International Symposium on Kumamoto Synchrotron Radiation (ISKSR5): Progress of Data Analysis, Data-Driven Science, and Theory for Science (1-2 November 2017, Kumamoto)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Valence-selective x-ray fluorescence holography: an example of an Y2+/Y3+ thin film2017

    • Author(s)
      J. R. Stellhorn, S. Hosokawa, N. Happo, H. Tajiri, T. Matsushita, K. Kaminaga, T. Fukumura, T. Hasegawa, and K. Hayashi
    • Organizer
      Swedish-Japanese Workshop on Nano-Structure Science by Novel Light Sources (2-3 October 2017, Lund)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A combination of anomalous x-ray scattering and x-ray absorption fine structure experiments for the characterization of amorphous GeCu2Te32017

    • Author(s)
      J. R. Stellhorn, W.-C. Pilgrim, Y. Sutou, and S. Hosokawa
    • Organizer
      8th International Conference on Amorphous and Nanostructured Chalcogenides (2-5 July 2017, Sinaia)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A combination of anomalous x-ray scattering and x-ray absorption fine structure experiments with reverse Monte Carlo modeling for the characterization of amorphous GeCuTe2017

    • Author(s)
      J. R. Stellhorn
    • Organizer
      4th International Symposium on Kumamto Synchrotron Radiation: Cooperation of Experiments and Computer Sciences (15 May 2017, Kumamoto)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 量子ビーム3D活性サイト科学研究室

    • URL

      http://crocus.sci.kumamoto-u.ac.jp/physics/SR/index.html

URL: 

Published: 2018-12-17  

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