2012 Fiscal Year Annual Research Report
マルチフェロイック物質の強誘電相における原子核密度と電子密度の可視化
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24340064
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
木村 宏之 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (50312658)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 磁気誘起強誘電性 / 精密構造解析 / 中性子・放射光 / 強誘電変位 |
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| Research Abstract |
白金るつぼを用いたフラックス法により,マルチフェロイック物質BiMn_2O_5,^<154>SmMn_2O_5の単結晶育成を試みた.準備実験としてSmMn_2O_5の単結晶育成をおこなったが,幾つかの条件を試みたにもかかわらず,中性子実験に適した大きさのものは得られなかった.またBiMn205についても別の相が析出したためうまく結晶化ができなかった.現在これらの結晶成長条件を最適化している所である.また,本補助金で購入した赤外線集中加熱炉(卓上型単結晶育成装置)を用いて,マルチフェロイック物質TbMnO3の単結晶育成に成功した.これを応用してRMn2_O_5の単結晶育成を試みたが,うまく行かなかった.これまでこの系で赤外線加熱炉を用いて育成に成功した例は世界中で無い.現在は高圧下での育成を試みるべく,加圧装置の導入を検討中である.
マルチフェロイック物質における強誘電相の結晶構造解析を,放射光X線回折実験によりおこなった.単結晶球形加工装置を用いて,測定結晶を200ミクロンの球形にして,形状補正をminimizeした.「にせ」の強度情報を与える多重反射を避けながらブラッグ反射強度を高精度で測定するアルゴリズムを開発し,今回の測定に適用した.その結果,解析の信頼度は飛躍的に向上した.しかしながら,試料の冷却時における温度不均質により,実際の試料の温度が安定せず,強誘電相における構造解析実験が安定しておこなえなかった.これまでの実験でその解決法を発見したので,今後はそれを研究に反映させたい.
強誘電相の極めて微弱な信号を観測する為には,試料から発せられる蛍光X線等のノイズを除去する必要がある.従来の検出器ではそれはできなかったが,本年度に高エネルギー分解能のシリコンドリフト検出器を実験室に導入し,蛍光X線の除去を試みた.その結果,ブラッグ反射と蛍光X線の寄与を完全に分離する事に成功した.
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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
単結晶の育成はまだうまく行っていない部分が多いが,最適条件をすでに見いだしつつあるので,次年度には成功すると思われる.また,放射光による超精密結晶構造解析に関しても,多重反射回避アルゴリズムがうまく機能し始めており,高精度の測定が可能になった.試料温度の均質化も目処が立った.
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| Strategy for Future Research Activity |
赤外線線集中加熱炉に高圧印加装置をとりつけ,高圧化単結晶育成により,世界初のRMn_2O_5結晶育成を試みる.育成した単結晶を用いて,中性子構造解析装置SENJUによる中性子結晶構造解析をおこなう.放射光実験では多重反射回避アルゴリズムの更なるブラッシュアップと,試料温度を均一にする為の最適条件を実現し,強誘電相の精密結晶構造解析をおこないたい.
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
計画では^<160>Gd2_O_3安定同位体を購入する予定だったが,^<154>SmMn_2O_5の結晶育成に成功しなかったため,購入を見送った.次年度は購入予定である.次年度使用額は,今年度の研究を効率的に推進した事に伴い発生した未使用額であり,平成25年度の請求額と合わせ,平成25年度の研究遂行に使用する予定.
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Research Products
(8 results)
