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2010 Fiscal Year Annual Research Report

タングステン酸結晶における熱膨張異常フォノンモードに関する研究

Research Project

Project/Area Number 20540322
Research InstitutionKushiro National College of Technology

Principal Investigator

須田 潤  釧路工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (20369903)

Keywordsフォノン / 格子力学 / 第一原理計算 / 熱膨張異常 / 灰重石構造 / タングステン酸結晶
Research Abstract

本年度は,第一原理によるポテンシャルパラメータを用いて,格子力学計算法により,CaWO_4結晶に関するフォノンの分散曲線解析を,高速計算機を使用して行った((1)).また,フォノンの分散曲線解析において,ラマン活性なフォノンの振動数の再現性も調べ,計算されたフォノンの状態密度より格子比熱計算を行い,広い温度領域において,ラマン活性なフォノンの振動モードについて詳しく調べた.次に,これらの計算結果を他のタングステン酸結晶(PbWO_4,BaWO_4)((2))やLiTaO_3結晶の場合((3))と比較・検討を行った.その結果,これらのタングステン酸結晶において,フォノンバンドギャップが存在し,BaWO_4結晶のフォノンバンドギャップが最も大きくなることがわかった.本研究プロジェクトで当初,ラマン分光実験で使用したBaWO_4サンプルは焼結体であったため,ロシア科学アカデミー・プロフォルフGPIのP.G.Zverev氏を研究協力者として,このプロジェクトに新たに加わっていただき,同氏より提供されたBaWO_4大型単結晶サンプルの高振動数の分子振動モードのラマンスペクトルデータに対するフォノンバンドギャップの非調和効果について再度調査した。その結果,フォノンバンドギャップ効果による低振動数と高振動数のラマンスペクトル幅の温度変化量の違いは十分認められるが,室温より高い温度領域における高振動数モードの再現性が若干,乏しいことがわかった.我々は4次の非調和効果(dephasing effect)による可能性を検討することにした((4)).これについては,Vibrational Spectroscopyに投稿する予定である.(1)と(3)についての研究結果は,国際会議(台湾大学)で発表し,その1部はChinese Journal of Physicsに掲載された.(2)についてはPbWO_4結晶を中心に,厳密な第一原理計算と本研究方法との計算結果を比較した.いずれの場合も低振動数の熱膨張異常モードは負のモードグリウナイゼン係数をもつことを報告した.これについては,日本分光学会年次大会で口頭発表を行った.(4)の研究結果については,国際会議(ボストン)にて報告した.

  • Research Products

    (7 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Coupled phonons and transferred energies between Raman active phonons for LiTaO_3 crystal2011

    • Author(s)
      須田潤
    • Journal Title

      Chinese Journal of Physics

      Volume: 49 Pages: 341-348

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of Phonon Band Gap, Heat Capacity and Raman Active Phonons in BaWO_4 Crystal2010

    • Author(s)
      須田潤
    • Journal Title

      AIP Proceedings vol.of XXII International conference on Raman Spectroscopy pp.1150-1151

      Volume: 1267 Pages: 1150-1151

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phonon band gap and Anharmonicity of Raman active phonons for CaWO_4 crystal2010

    • Author(s)
      須田潤
    • Journal Title

      Phonons2010 abstract Book of 13^<th> International Conference on Phonon scattering in condensed matter

      Volume: 13(CD-ROM) Pages: 282-282

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PbWO_4結晶におけるフォノン分散と熱膨張異常フォノンモードの非調和性2011

    • Author(s)
      須田潤,神嶋修,河村純一,服部武志
    • Organizer
      平成23年度日本分光学会年次大会
    • Place of Presentation
      理化学研究所横浜研究所
    • Year and Date
      20110000
  • [Presentation] Investigation of Phonon Band Gap, Heat Capacity and Raman Active Phonons in BaWO_4 Crystal2010

    • Author(s)
      須田潤
    • Organizer
      XXII International conference on Raman Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Boston Park Plaza Hotel
    • Year and Date
      2010-08-12
  • [Presentation] Phonon band gap and Anharmonicity of Raman active phonons for CaWO_4 crystal2010

    • Author(s)
      須田潤
    • Organizer
      13^<th> International Conference on Phonon scattering in condensed matter
    • Place of Presentation
      台湾大学
    • Year and Date
      2010-04-22
  • [Presentation] Coupled phonons and transferred energies between Raman active phonons for LiTaO_3 crystal2010

    • Author(s)
      須田潤
    • Organizer
      13^<th> International Conference on Phonon scattering in condensed matter
    • Place of Presentation
      台湾大学
    • Year and Date
      2010-04-21

URL: 

Published: 2013-06-26  

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