2018 Fiscal Year Research-status Report
極低温モノクロメータ収差補正STEMによる強相関電子秩序の実空間原子スケール解析
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17K04984
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
長井 拓郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, 主幹エンジニア (90531567)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 透過型電子顕微鏡 / 軌道秩序 / 角度分解EELS / 球面収差補正 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プローブ形成用球面収差補正装置及び電子線単色化モノクロメーターを搭載した透過型電子顕微鏡を用い、強相関電子系物質の電子自由度の秩序状態を実空間で解析することを試みた。K2NiF4型層状マンガン酸化物Nd1-xSr1+xMnO4の低温で形成される強的軌道秩序相について、角度分解電子エネルギー損失分光(EELS)法を用いて分析することを試みた。バルク試料をArイオンミリング法により薄膜化し電顕観察試料を作製した。液体窒素冷却二軸傾斜試料ホルダーを用いて透過型電子顕微鏡の鏡筒内で電顕観察試料を冷却し、強的軌道秩序相における各ドメインの軌道配列パターンを低温電子回折により解析し、各ドメインにおける軌道方向を同定した。単一ドメインを透過した電子波について、EELS検出器に入射する散乱波の方向を変えながらEELS分析を行った。また、室温で反強的軌道秩序を有するペロブスカイト型マンガン酸化物TbMnO3について電顕観察試料を作製し、原子分解能STEM-EELS法および角度分解EELS法を用いて実空間での解析を試みた。本物質の構成原子について、プローブ形成用球面収差補正装置を用いた原子分解能HAADF-STEM法およびSTEM-EELS法により実空間観察することが可能であることが確認された。また、ペロブスカイト型酸化物を構成する酸素原子を原子分解能ABF-STEM法により実空間観察することに成功した。
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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
強相関電子系物質の構成原子について、プローブ形成用球面収差補正装置を用いたHAADF-STEM法およびSTEM-EELS法により実空間観察することが可能であることが確認された。また、ペロブスカイト型酸化物を構成する酸素原子をABF-STEM法により実空間観察することに成功した。さらに、K2NiF4型層状マンガン酸化物Nd1-xSr1+xMnO4の強的軌道秩序相における各ドメインの軌道配列パターンを低温電子回折法により解析した。
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| Strategy for Future Research Activity |
214型層状マンガン酸化物R1-xA1+xMnO4及び113型ペロブスカイト型マンガン酸化物R1-xAxMnO3（R：希土類元素、A：アルカリ土類金属元素）の電荷軌道秩序相におけるヤーンテラー変形、電荷及び軌道の配列パターンを原子分解能HAADF-STEM法、ABF-STEM法、STEM-EELS法、角度分解EELS法により実空間観察することを試みる。
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| Causes of Carryover |
電顕試料作製のためのFIB用消耗品（イオンソース、マイクロサンプリングプローブ）に使用可能な予備があり購入額が少なかったため、次年度使用額が生じた。
論文校閲に係る費用及び論文投稿費を使用する。
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