2015 Fiscal Year Annual Research Report
磁性原子３Ｄ中距離局所構造解析による室温強磁性半導体の機能発現の研究
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25286040
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
林 好一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20283632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細川 伸也 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (30183601)
田中 義人 兵庫県立大学, その他の研究科, 教授 (80260222)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 蛍光Ｘ線ホログラフィー / 希薄磁性半導体 / 磁性元素 / 亜酸化物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
室温強磁性半導体の母材料であるZnSnAs2の研究については、本来予測されていたカルコパイライトではなくスファレライトであり、さらにAs副格子が大きく乱れていることも分かった。蛍光X線ホログラフィーの原子像の強度から原子位置のゆらぎを定量的に求め、As副格子のゆらぎはZn/Snカチオン副格子の1.5倍であることを突き止めた。また、MnをドープしたZnSnAs2においては、As副格子のゆらぎが大きくなることも分かった。Mnが10%近くまでドープできることは、As副格子がクッションとしての役割を果たしていることが示唆された。アナターゼ型のCo:TiO2の蛍光X線ホログラフィーのデータに対して、X線吸収微細構造法のデータを組み合わせ、さらに、第一原理計算を駆使することによって、Co周辺の局所構造を求めることができた。Co周辺は酸素が欠損しており、なおかつTiが間入サイトに侵入していた。その結果、ルチル型のCo:TiO2と同様にサブオキサイドが形成されていることが分かった。
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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
蛍光X線ホログラフィーならでは成果は出ており、有名欧文誌にも論文が発表されている。名工大への異動のために、強磁性発現のメカニズムの詳細を得るには至ってないが、平成２８年度において最終的な結論を得る。
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| Strategy for Future Research Activity |
ノンドープのZnSnAs2についての解析と同様に、Mn:ZnSnAs2のデータについても定量的な解析を進める。特に、カチオン副格子とアニオン副格子のゆらぎについて定量的な解析を行い、Mnドープの効果を評価する。また、ゆらぎについての解析だけではなくMn周辺には特別なオーダリングがある可能性があり、その局所構造についてのモデルを求める。また、ルチル型及びアナターゼ型のCo:TiO2薄膜においては、Co周辺が特別なサブオキサイド構造を有していることが分かっているが、強磁性との関係が明らかでない。これについても、理論計算を行い、構造と磁性についての相関性を得る。また、名古屋工業大学に異動したこともあり、ホイスラー型や多層膜磁性材料についての共同研究も進め、将来的な研究の種としたい。
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| Causes of Carryover |
平成２７年度７月に名工大に異動となり、解析結果の確証を得るために追実験に必要な装置や整備に時間を要した。このために、平成２８年度までに繰り越しを行い、有効的な予算の活用を行いたい。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
名工大において新しい装置の整備を行うためのパーツなどの購入に充てる。また、共同研究者らディスカッションを行うための旅費や、補足データを得るための実験を行うための消耗品や旅費などのために使用する
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Structural studies on TlInSe2 thermoelectric material by x-ray fluorescence holography, XAFS, and x-ray diffraction2015
Author(s)
Shinya Hosokawa, Kenji Kamimura, Hiroyuki Ikemoto, Naohisa Happo, Kojiro Mimura, Kouichi Hayashi, Kohki Takahashi, Kazuki Wakita, Kazim Mamedov
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Journal Title
Physica Status Solidi (b)
Volume: 252
Pages: 1225-1229
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Spontaneous formation of suboxidic coordination around Co in ferromagnetic rutile Ti0.95Co0.05O22015
Author(s)
Wen Hu, Kouichi Hayashi, Tomoteru Fukumura, Kazuto Akagi, Masaru Tsukada, Naohisa Happo, Shinya Hosokawa, Kenji Ohwada, Masamitu Takahasi, Motohiro Suzuki, and Masashi Kawasaki
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Journal Title
Applied Physics Letters
Volume: 106
Pages: 222403_1-5
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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