2016 Fiscal Year Research-status Report
新規誘電体材料Snドープチタン酸ストロンチウムの強誘電性発現のメカニズム
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16K05398
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
阿部 浩二 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (20183139)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 酸化物の強誘電性 / Aサイト置換誘起相転移 / ラマン散乱分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
計画調書中にある緩和モードとソフトモードの振舞いを明らかにするため、SnxS1-xTO3 (SSTO (x=0.02, 0.05 0.1) の試料について、低波数領域10cm-1から80cm-1までのラマンスペクトルの温度変化の測定を行った。
転移温度の高い（Tc=180K）ｘ=0.1の試料について緩和モードと3つの減衰振動子モードによる最小２乗法による解析を行った.その結果、ソフトモードの周波数がゼロとなる凍結は観測できなかった。また、緩和モードの温度変化は臨界現象の特徴を示す程の変化は観測されなかった。この結果は修士論文（研究協力者の小林）、日本物理学会(2017年3月)で一部報告している。
緩和モードについては、低波数領域スペクトルに弾性散乱成分を十分に除去で来ていない可能性があるので、次年度計画に挙げたノッチフィルターに因る弾性散乱成分の除去のための測定系の改良が必要であることがわかった。
母物質であるSrTiO3(STO)に存在するR点のソフトモードによる構造相転移（To)がSSTOにおいては笠谷らによるXRDの構造解析では観測されていない。この構造相転移の有無に関して、29年度の計画に挙げた比熱の測定を前倒しして、Snドープ試料とPbドープ試料について比熱の温度変化の予備的な測定を行った。Snのドープ量を上げるとToでの異常は観測できなくなった。また、計画調書に記した参照物質PbxSr1-xTiO3の比熱の測定においても、予想通りToでの異常は観測されなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
追加採用であったために計画調書通りの進行ではなかったが、今年度計画していた計画調書中にある緩和モードとソフトモードの振舞いを明らかにするため、SnxS1-xTO3 (SSTO (x=0.02, 0.05 0.1) の試料についての低波数領域10cm-1から80cm-1までのラマンスペクトルの温度変化の測定を行った。その結果、転移温度の高い（180K）ｘ=0.1の試料について緩和モードと3つの減衰振動子モードによる最小２乗法による解析から、ソフトモードの周波数がゼロとなる凍結は観測できなかったこと、緩和モードの温度変化は臨界現象の特徴を示す程の変化は観測されないことを修士論文（研究協力者の小林）、日本物理学会(2017年3月)で一部報告している。
母物質であるSrTiO3(STO)に存在するR点のソフトモードによる構造相転移（To)がSSTOにおいては笠谷らによるXRDの構造解析では観測されていない。この構造相転移の有無に関して、29年度の計画に挙げた比熱の測定を前倒しで実施した。Snのドープ量を上げるとToでの異常は観測できないことが分った。参照物質PbSrTiO3の比熱の測定においても、予想通りToでの異常は観測されないことを確認できた。 また、計画調書の29年度計画に記した参照物質PbSrTiO3のPdドープ量を決めるための誘電率の温度変化の測定及び比熱の測定の測定も実施した。
以上のことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度の進捗結果から、以下のように進めることにした。
緩和モード及びソフトモードの振舞いについては、低波数領域スペクトルに弾性散乱成分を十分に除去で来ていない可能性があるので、29年度計画に挙げたノッチフィルターを用いて弾性散乱成分の除去のための測定系の改良を行う。2つのモードの振舞いを詳細に測定し、相転移のメカニズムの解明を行う。
R点での相転移の存在と強誘電相転移に関する比熱の測定では、熱緩和時間を十分に取り、詳細で信頼性の高い想定を行い、R点での相転移の存在を確定する。
SSTOの相転移メカニズムの解明に向けて、Tc以上でSTOの構造相転移以下で正方晶で活性となるTOモードが観測されている。TOモードのラマンスペクトルの起源を明らかにするために29年度以降の計画には書かれていないが、転移温度より十分高温でのラマンスペクトルの測定を行いTOモードの出現する温度を明らかにし、室温の対称性について議論する。
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| Causes of Carryover |
平成28年度11月頃申請していた「新規誘電体材料Snドープチタン酸ストロンチウムの強誘電性発現のメカニズム」科研費 基盤（C）の追加交付をうけて、研究を計画の見直しと経費の執行計画の見直しを行う必要があった。
強誘電性発現のメカニズムの解明において重要な緩和モードの測定のため、10cm-1までの低波数領域のラマン散乱スペクトルの測定系の向上を図るために必要となる光学部品は別途外部資金により購入したことで消耗品費が大幅に節約出来た。また、これに伴い経費に余裕が出来たことまた、他研究室から、設備備品の代替器を借用することができたことにより、当初の設備備品について再検討を行うこととした。以上の理由により次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記の理由により、研究計画の見直し行うことになった。次年度計画している研究計画で上げている顕微ラマン散乱装置の改良に加えて、試料表面における測定位置（場所）をその場観察しながらスペクトルの測定を可能とする装置（市販の顕微ラマン装置には装備されている）を付加する計画を立てている。
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Research Products
(1 results)
