2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development and applications of multiple wavelength neutron holography toward atomic imaging of light elements and magnetic structures
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19H00655
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
林 好一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20283632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大山 研司 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (60241569)
奥 隆之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, リーダー (10301748)
松下 智裕 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (10373523)
八方 直久 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (30285431)
木村 耕治 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20772875)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 中性子ホログラフィー / 磁気散乱 / 局所構造 / ３D原子イメージング / 磁性材料 / 軽元素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、Fe0.08Co0.92単結晶を用いた磁気散乱中性子ホログラフィーの実験を行った。昨年度のデータでは、どのような解析からも原子像らしきものが観測されなかった。そのため、磁気散乱ホログラムの測定以前に、核散乱によるホログラム記録が十分に成されているかの確認を、SEOPなどの磁気デバイスなしに行った。その結果、明瞭な原子像は観測されず、Fe0.08Co0.92の格子が大きく歪んでいることが想定された。これを確認するため、この試料に対し、Fe及びCoの蛍光X線ホログラムの測定を行った。その結果、原子像が観測されたために、格子歪みの要因は除外され、プローブであるγ線の検出に問題があることが判明した。このため、即発γ線を強く発するGdまたはBをドープしたFeCo単結晶の育成を東北大学金属材料研究所の宍戸統悦教授に依頼した。Gdドープについては単結晶が育成できなかったため、BドープFeCo単結晶について中性子ホログラムの測定を行った。その結果、Bからのγ線を効率よく検出でき、置換サイトの近接原子像についても再生できた。
水素の局所構造を対象とした中性子ホログラフィーの実験についても進めている。ここでは、実績のあるPd単結晶に水素を吸蔵した試料を用いた。しかしながら、吸蔵後に単結晶性が破壊されたためかホログラム測定には失敗している。吸蔵の方法について再度、検討する必要がある。
Bをドープした6H-SiCについて、中性子ホログラムから得られた原子像を解析することにより、サイト決定を行った。６つある結晶サイトについて、最急降下法を用いることにより、２つのcubicサイトに置換することが分かった。また、Bが特定の層に比較的、濃化して置換されることや、その近接に不連続界面が形成されることが示された。
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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
目的に向かって順調にデータを収集できている。また，関連の論文の投稿も行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、FeCoベースの単結晶で磁気散乱ホログラフィーの実験を進めていくが、Bドープの場合、それが格子間サイトに入っている可能性もあるため、今後は他の即発γ線を効率よく発光する金属元素のドーピングも検討していく。特に、Cdの可能性を検討しており、CdドープFeCo単結晶の作製を東北大学の宍戸統悦教授に依頼する予定である。再度、磁気散乱ホログラムの測定にチャレンジする。一方、磁気散乱中性子ホログラムについてシミュレーションコードの作成を行い、磁気散乱ホログラムと核散乱ホログラムのパターンの違いを確認する。また、今後、得られるであろう磁気散乱ホログラムの実験データと比較するための準備を進める。一方、水素ホログラムの測定については、水素からの弱いγ線を感度良く検出する必要があるために、6本のCeBr3検出器を準備する。引き続き、水素の吸蔵をPd単結晶に対して試みるが、今後の実験に対しては、吸蔵前後にＸ線ラウエの実験を行い、単結晶性の評価を行う。また、吸蔵前にPd単結晶単体からのホログラム測定を行う。
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[Journal Article] X-ray fluorescence holography for soft matter2020
Author(s)
Ang Artoni Kevin R.、Sato-Tomita Ayana、Shibayama Naoya、Umena Yasufumi、Happo Naohisa、Marumi Riho、Kimura Koji、Matsushita Tomohiro、Akagi Kazuto、Sasaki Takahiko、Sasaki Yuji C.、Hayashi Kouichi
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Journal Title
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 59
Pages: 010505～010505
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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