2021 Fiscal Year Research-status Report
中性子とX線回折法による水素結合型有機誘電物質の圧力誘起強誘電性の解明
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19K03728
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| Research Institution | 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発 |
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Principal Investigator |
中尾 朗子 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 副主任研究員 (90392050)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宗像 孝司 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 副主任技師 (00363408)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 中性子回折 / 水素結合型有機強誘電体 / 結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，水素結合型強誘電体における誘電性を担うプロトンダイナミクスの観測を目的とした中性子および放射光X線回折法を用いた構造研究を展開し，特に圧力効果におけるプロトン移動による構造変化を捉えるために低温・圧力試料環境下における単結晶中性子構造解析の構築を行っている。これまでにアモルファスな材質で作成した圧力セルを用いて実施した[2,5-Difluoro-3,6-dihydroxy-1,4-benzoquinone][H2fa]の単結晶中性子回折実験データから精密な水素の構造パラメータを得るために，圧力セルや媒体からの散乱によるバックグランド除去および反射強度補正と評価を行いデータの向上を図ってきた。2021年度では，圧力セルおよび結晶の吸収補正をさらに最適化し，加えて各種補正を精査し，これまでより精度の高い解析を実施することで，信頼性の向上した構造パラメータを抽出した。圧力で誘起される強誘電相の結晶構造の精密化においては，対称心の消滅に伴う対称性の低下によって倍増した独立原子パラメータの競合が抑えられ，合理的な値を得ることができた。最終的には，差フーリエ合成による水素位置と水素結合周りの構造変化を観測した。これらの得られた結果は，期待されたプロトン移動による強誘電性を示唆している。今後は，研究対象の水素結合型強誘電体の誘電応答の理解を深めるために，結晶構造パラメータの整理を行い，誘電性と圧力効果の関連性の詳細な議論へ繋げる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
圧力誘起強誘電体[dppz][H2fa]においては，測定した単結晶中性子回折データを強度補正の最適化など精査し精密化することで信頼性のある構造解析が実施できた。一方で，計画予定の低温・圧力下の定常的な中性子回折実験のための試料環境整備と類似物質の実験実施が遅れており，また，誘電性と構造変調の詳細な議論もこれからである。研究計画としては全体的に遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
一年間の延長によって，研究計画に沿って推進していく予定である。得られた成果については纏め積極的に発表に繋げる。試料環境整備については，低温・圧力下実験に必要な機器・治具の導入を行い定常的な実験の確立を行う。
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| Causes of Carryover |
(理由)
昨年度に続き新型コロナウィルス感染症の流行に伴い国際会議および国内の学会・研究会の延長やオンライン化による旅費等が予定より大幅に削減したため。中性子回折実験実施計画に遅れが生じ，必要導入機器の検討が遅れたため。
(使用計画)
MLF・SENJUでの低温・圧力下での中性子回折実験に必要な機器の購入と治具の制作等を行う予定である。また，解析に必要な計算機整備を予定している。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] Charge-Density-Wave Order and Multiple Magnetic Transitions in Divalent Europium Compound EuAl42021
Author(s)
Koji Kaneko, Takuro Kawasaki, Ai Nakamura, Koji Munakata, Akiko Nakao, Takayasu Hanashima, Ryoji Kiyanagi, Takashi Ohhara, Masato Hedo, Takao Nakama, Yoshichika Onuk
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 90
Pages: 64704
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Magnetic phase diagram of helimagnetic Ba(Fe1-xScx)12O19 (0 < x < 0.2) hexagonal ferrite2021
Author(s)
Kenichi Maruyama, Seiya Tanaka, Shun Natori, Ikuya Bizen, Keisuke Amemiya, Ryoji Kiyanagi, Akiko Nakao, Kentaro Moriyama, Yoshihisa Ishikawa, Yasushi Amako, Taku Iiyama, Ryusuke Futamura, Shigenori Utsumi
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Journal Title
Journal of Alloys and Compounds
Volume: 892
Pages: 162125
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Programmable Synthesis of Silver Wheels2021
Author(s)
Hyunchul Kwon, Ewa Pietrasiak, Takashi Ohhara, Akiko Nakao, Boknam Chae, Chan-Cuk Hwang, Daesung Jung, In-Chul Hwang, Young Ho Ko, Kimoon Kim, Eunsung Lee
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Journal Title
Inorg. Chem.
Volume: 60
Pages: 6403-6409
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Superconductivity-driven ferromagnetism and spin manipulation using vortices in the magnetic superconductor EuRbFe4As42021
Author(s)
Shigeyuki Ishida, Daniel Kagerbauer, Sigrid Holleis, Kazuki Iida, Koji Munakata, Akiko Nakao, Akira Iyo, Hiraku Ogino, Kenji Kawashima, Michael Eisterer, and Hiroshi Eisaki
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Journal Title
Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A.
Volume: 118
Pages: e2101101118
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Hybridization-gap Formation and Superconductivity in the Pressure-induced Semimetallic Phase of the Excitonic Insulator Ta2NiSe52021
Author(s)
K. Matsubayashi, H. Okamura, T. Mizokawa, N. Katayama, A. Nakano, H. Sawa, T. Kaneko, T. Toriyama, T. Konishi, Y. Ohta, H. Arima, R. Yamanaka, A. Hisada, T. Okada, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, K. Munakata, A. Nakao, M. Nohara, Y. Lu, H. Takagi, Y. Uwatoko
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 90
Pages: 074706
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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