2017 Fiscal Year Research-status Report
Direct observation of nano-domain by structural phase-transition of thallium compounds
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17K06357
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
脇田 和樹 千葉工業大学, 工学部, 教授 (80201151)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沈 用球 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20336803)
三村 功次郎 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40305652)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノドメイン / タリウム系化合物 / 自発分極 / 走査型プローブ顕微鏡 / 構造相転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はナノ変調構造をもつTlInSe2バルク結晶への光照射によりシリコン結晶やガリウム砒素結晶では見られない極めて大きな体積膨張変化を観測した。本研究では走査型プローブ顕微鏡を用いて構造相転移によるナノドメインの可視化により、光照射による巨大体積膨張変化の原因および形状変化と構造相転移との関係を明らかにするとともに、構造相転移による電子状態の変化について解析する。また、この巨大体積膨張現象のマイクロアクチュエーターなどのEMS（Micro Electro Mechanical Systems）への応用の可能性について検討する。
走査型プローブ顕微鏡を用いたタリウム系化合物、特にTlInS2結晶の低温における構造相転移によってコメンシュレート相として現れる自発分極によるナノドメインの観測を行っている。平成29年度では110K程度の温度までの低温におけるケルビンプローブ顕微鏡による測定を行い、室温におけるノーマル相と110Kにおけるコメンシュレート相での相違を観測した。低温において顕わな自発分極によるナノドメインは観測できていないがコメンシュレート相における表面電位の変化量はノーマル相に比べ数十mV大きく、自発分極による電位差の影響を含んでいる可能性がある。
また、近接場顕微鏡の一種であるプラズモン共鳴を用いたチップ増強分光システムの構築を行い、Cu2ZnSnS4薄膜に存在する10nm程度の分解能をもつCu2S相のラマン散乱像を観測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
走査型プローブ顕微鏡を用いたタリウム系化合物、特にTlInS2結晶の低温における構造相転移によってコメンシュレート相として現れる自発分極によるナノドメインの観測を行っている。平成29年度では110K程度の温度までの低温におけるケルビンプローブ顕微鏡による測定を行い、室温におけるノーマル相と110Kにおけるコメンシュレート相での相違を観測した。低温において顕わな自発分極によるナノドメインは観測できていないがコメンシュレート相における表面電位の変化量はノーマル相に比べ数十mV大きく、自発分極による電位差の影響を含んでいる可能性がある。
また、近接場顕微鏡の一種であるプラズモン共鳴を用いたチップ増強分光システムの構築を行い、Cu2ZnSnS4薄膜に存在する10nm程度の分解能をもつCu2S相のラマン散乱像を観測することに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
環境型プローブ顕微鏡装置を用いた原子間力顕微鏡およびケルビンフォースプローブ顕微鏡測定により、TlInS2結晶がコメンシュレート相となり自発分極によるドメイン形成が起こる状態での観測に関しては現在得られているデータのソフトによるS/N比の低減によりドメイン観測が可能か試みる。また、ハード的には振動やノイズ信号の低減を図りナノドメイン像の観測を試みる。
チップ増強分光法では分解能の改善と信号の鮮明化の条件を見出す。
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| Causes of Carryover |
平成29年度にて使用する予定のプログラマブルフィルタにおいて我々の研究に必要な性能を有する周波数可変フィルタを学校費で購入することができ、また平成30年度以降の消耗品費および研究発表旅費に充当する必要が生じたため。
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