2021 Fiscal Year Research-status Report
変調構造をもつ希土類鉄酸化物におけるフェイゾンの実空間観察とその起源
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21K03431
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
浅香 透 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80525973)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | フェイゾン / 変調構造 / 電荷秩序 / 希土類鉄酸化物 / 透過型電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では電荷秩序をもった希土類鉄酸化物の電子線誘起フェイゾンを走査透過型電子顕微鏡法を用いた実空間観察により理解し、分光法による電子状態計測を組み合わせることでその起因と励起機構を明らかにすることを目的としている。
21年度はYb2Fe3O4の多結晶試料を対象にSTEM観察を行った。STEM観察はスキャン方向や電子線滞在時間の変化など、いくつかのパラメータを変化させて行い、それらとフェイゾンの発生についての相関を調べた。また、フェイゾンが発生しない静的な状態での電子エネルギー損失分光測定を行い、本系の電荷秩序状態について高空間分解能で情報を得た。
Yb2Fe3O4の電子線誘起フェイゾンの基準となる変調構造について、フェイゾンの振舞いの理解に役立てるために詳細な構造解析を行った。また、変調構造が組成の不定比性に影響を受けることがわかり、その詳細を調べた。特に酸素欠損についてはフェイゾンに関係した変調構造の発達を阻害することが分かった。また、格子間酸素の存在は変調構造を大きく変化させる要因となることが分かった。
また、電場印加その場観察のためのTEM試料の作製方法を検討した。電場印加その場観察には走査トンネル顕微鏡（STM）のチップを装備した電子顕微鏡特型試料ホルダーを用いるが、今年度はそのセットアップを行った。STMチップをTEM試料にうまく配置することができ、また、その状態での電場印加、および高分解能TEM観察を試行した。
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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
半導体不足のため、単結晶試料準備のための酸素分圧コントローラーの納品が遅れ、一部、計画に遅れが生じたが、それ以外の部分についてはおおむね順調であり、さらに、多結晶試料をいくつかの条件で作成することで、対象試料の化学的な特徴を見出すことができ、今後のフェイゾンの測定に向けて、思わぬ進展もあったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
22年度もひきつづき電子線励起フェイゾンの発生メカニズムを探るために、電子線照射条件を変化させた測定を行っていく。このような測定は単結晶試料が合成できた段階で、そちらに切り替えて行う。
21年度の成果として対象物質の不定比性が変調構造に影響を与えることが分かったので、今年度はそれとフェイゾンとの関係について調査する。
フェイゾンの電場印加その場観察を実施する。まず、フェイゾンが電場印加により発生しうるかを調査するために、電圧をパラメーターとしてその場観察することから始める。このとき、フェイゾンは電荷を運ぶ可能性があるので、試料に流れる電流をモニターしながらその場観察を行う。
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| Causes of Carryover |
半導体不足のため本研究費の主要購入物品である酸素分圧コントローラーの納品に遅延が生じ、それに関係する消耗品等物品の購入を先送りしたため、来年度使用額が生じた。この未使用分については22年度に物品購入により執行予定である。
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