2012 Fiscal Year Research-status Report
Ｘ線発光分光によるペロブスカイト型誘電体の電場印加条件下の価電子帯異方性の観測
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24540325
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
中島 伸夫 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90302017)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 発光分光 |
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| Research Abstract |
ペロブスカイト構造をもつチタン酸化物について、研究代表者はチタン酸バリウムの誘電特性と局所構造の関係を、放射光Ｘ線を用いた発光分光法により調べてきた。チタン酸バリウムは自発分極をもつ強誘電体の典型物質である。これまでに、温度変化や外部電場に対する変化を、発光スペクトルに現れる微小な形状変化として捉えることに成功している。
この手法を強誘電体だけではなく、自発分極を持たない誘電体にも適用し、外場（温度・電場・紫外線照射）に対して局所的な分極（電気双極子）の応答を、発光スペクトルの変化として捉えることが本研究の狙いである。強誘電体の典型物質であるチタン酸バリウムと、同じ結晶構造をもつ常誘電体の典型物質であるチタン酸ストロンチウムの二つ試料を詳細に調べることで、本研究の最終目的であるＡサイト置換型ペロブスカイト結晶のもつ誘電特性をＸ線発光分光測定から明らかにできると考えている。
助成一年目の研究実績としては、大きく分けて２つの成果報告が挙げられる。一つ目は、これまで研究会などでたびたび報告してきたチタン酸バリウムナノ粒子のＸ線発光分光測定の結果を共同研究者とともに理論的な電子状態に関する考察を深めたことにある。局所的な誘電分極が変化することと、スペクトルの２つの特徴的なピーク構造の変化を初めて理論的に解明した。（Physical Review B, vol.86 (2012) 224114, 査読有）。
もう一つは、極低温の量子常誘電相にあるチタン酸ストロンチウムに紫外線照射で誘起される局所分極の存在を初めて明らかにしたことである。（Journal of the Physical Society of Japan, vol. 82 (2013) 053701, 査読有）
２年目は、この多重条件下でさらに電場印加してＸ線分光実験を行う。そのための準備にも早めに取り掛かっている。
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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
申請書ではチタン酸バリウムを母物質とした研究を当初に行う予定であったが、大型放射光施設(SPring-8)の課題採択の結果と、概要で述べた独自の装置の立ち上げ準備の必要性から、チタン酸ストロンチウムの研究を先に行った。今年度中にチタン酸バリウムを母物質とした実験を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、昨年度までに得られているチタン酸ストロンチウムの結果を引き継いで、さらに多重条件下（極低温＋紫外線＋電場印加）の実験を行う。さらに、同じ実験セットアップを用いて、当初計画で予定していたチタン酸バリウムを母物質とした実験を行う。夏前までにSPring-8のマシンタイムを述べ９日間確保している。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実験に必要な消耗品購入と出張旅費（実験・学会発表）に用いる。
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