2018 Fiscal Year Annual Research Report
Correlations between element- and electron-states-selective three-dimensional atomic arrangements and low temperature neture of materials
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17H02814
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
細川 伸也 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30183601)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 耕治 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20772875)
中島 陽一 熊本大学, 大学院先導機構, 助教 (50700209)
下條 冬樹 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (60253027)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 3D活性サイト科学 / 原子イメージング / 元素選択 / 低温 / 価数選択 / 機能性材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
蛍光X線ホログラフィー（XFH）は、従来の元素選択性に加えて、電子状態、すなわち価数やスピン状態に選択的な情報を、3次元原子イメージとしてモデルなしに得ることができる。したがってXFHは、従来の回折やXAFSなどの手法では得ることが難しかった不純物のまわりの原子配列を得られる従来の特長だけに限らず、同じ元素でも価数やスピン状態の異なるものを識別できる極めて将来性に富んだ研究手段である。本研究では、高温超伝導体、トポロジカル絶縁体、熱電材料、価数揺動物質などの物性を、価数および電子状態選択性のある原子配列の観点から議論することを試みる。特にFe系高温超伝導体を対象として、まさにその超伝導性が発現する超低温での局所原子配列と超伝導性との相関を追求する。
平成30年度には、前年度に完成し7Kまで冷却することができるXFH装置をSPring-8のBL39XUビームラインに持ち込み、YbInCu4価数転移物質について300 Kおよび7 Kで測定を行った。測定したYb LIII吸収端付近のXANESスペクトルからYb2+とYb3+イオンを区別したホログラムを抽出した。データはスパース・モデリングを用いた解析を行い、その結果は現在Physical Review Lettersへの投稿準備を行っている。平成31年度には、Bi2Te3Fexトポロジカル絶縁体やFeSe0.4Te0.6高温超伝導体を対象としたXFH実験を計画しているが、特に過剰Feの存在などFeの価数選択的な原子配列情報を得ることを目指す。
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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
7 Kまでの超低温での蛍光X線ホログラフィー実験装置の作成に成功し、それを用いて価数転移物質について価数選択性のある原子像を得ることができた。そのデータ解析には新しいスパース・モデリングのアルゴリズムを用いた。
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| Strategy for Future Research Activity |
Bi2Te3Fexトポロジカル絶縁体やFeSe0.4Te0.6高温超伝導体を対象としたXFH実験を計画しているが、特に過剰Feの存在などFeの価数選択的な原子配列情報を得ることを目指す。前者については、すでにSPring-8で実験課題が採択されている。
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Research Products
(63 results)
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[Journal Article] Impact of local atomic fluctuations on superconductivity of Pr-substituted CaFe2As2 studied by x-ray fluorescence holography2019
Author(s)
K. Kudo, S. Ioka, N. Happo, H. Ota, Y. Ebisu, K. Kimura, T. Hada, T. Kimura, H. Tajiri, S. Hosokawa, K. Hayashi, and M. Nohara
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Journal Title
The Journal of Physical Society of Japan
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed
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[Journal Article] Atomic imaging of iron-based superconductor parent FeTe using x-ray fluorescence holography2018
Author(s)
B. Paulus, S. Hosokawa, J. R. Stellhorn, B. Klee, K. M. Sowa, K. Kudo, N. Nishimoto, H. Ota, M. Nohara, M. de Boissieu, N. Blanc, N. Boudet, and W.-C. Pilgrim
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Journal Title
Physica Status Solidi B
Volume: 255
Pages: 1800200-1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Viscoelastic anomaly accompanying anti-crossing behaviour in liquid As2Se32018
Author(s)
M. Inui, A. Q. R. Baron, Y. Kajihara, K. Matsuda, S. Hosokawa, K. Kimura, Y. Tsuchiya, F. Shimojo, M. Yao, S. Tsutsui, D. Ishikawa, and K. Tamura
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Journal Title
Journal of Physics: Condensed Matter
Volume: 30
Pages: 28LT02-1-7
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Electronic structures and impurity cluster features in Mg-Zn-Y alloys with a synchronized long-period stacking ordered phase2018
Author(s)
S. Hosokawa, K. Maruyama, K. Kobayashi, J. R. Stellhorn, B. Paulus, A. Koura, F. Shimojo, T. Tsumuraya, M. Yamasaki, Y. Kawamura, S. Yoshioka, and H. Sato
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Journal Title
Journal of Alloys and Compounds
Volume: 762
Pages: 797-805
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Temperature dependent local atomic structures in the traditional Fe65Ni35 Invar alloy by x-ray fluorescence holography2018
Author(s)
J. R. Stellhorn, Y. Ideguchi, S. Hosokawa, N. Happo, T. Matsushita, K. Yubuta, M. Suzuki, H. Ishii, Y.-F. Liao, K. Kimura, and K. Hayashi
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Journal Title
Surface and Interface Analysis
Volume: 50
Pages: 790-794
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Local atomic arrangement near Nb and V in aged βTi alloys2018
Author(s)
T. Yamamoto, Y. Ebisu, K. Kimura, K. Hayashi, N. Happo, S. Hosokawa, H. Tajiri, and T. Ozaki
Organizer
International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials - Processing, Fabrication, Properties, Applications (8-13 July 2018, Paris)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Local atomic arrangement near a Ni atom in an FCC Al-Cr-Fe-Co-Ni high entropy alloy2018
Author(s)
R. Shioda, T. Yamamoto, Y. Ebisu, K. Kimura, K. Hayashi, N. Happo, S. Hosokawa, H. Tajiri, and T. Ozaki
Organizer
International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials - Processing, Fabrication, Properties, Applications (8-13 July 2018, Paris)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Structural study of amorphous InGaZnO4 by high-energy X-ray total scattering and EXAFS measurements2018
Author(s)
S. Tahara, S. Kohara, O. Sakata, L. Kumara, A. Yang, C. Song, K. Ohara, H. Tajiri, T. Ina, J. Akola, S. Hosokawa, K. Ishikawa, H. Hiramatsu, H. Hosono, T. Kamiya
Organizer
International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials - Processing, Fabrication, Properties, Applications (8-13 July 2018, Paris)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Local structure near a Ni atom in a rapidly quenched Al0.3CrFeCoNi high entropy alloy2018
Author(s)
T. Yamamoto, R. Shioda, J. Niki, Y. Ebisu, K. Kimura, K. Hayashi, N. Happo, S. Hosokawa, T. Hiroo, and T. Ozaki
Organizer
The 25th International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials (ISMANAM2018) (2-6 July 2018, Rome)
Int'l Joint Research
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