2014 Fiscal Year Annual Research Report
共鳴軟Ｘ線コヒーレント回折法が拓く新しいドメイン構造物性研究
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25286090
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
中尾 裕則 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (70321536)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | コヒーレント回折 / 共鳴Ｘ線散乱 / ドメイン / 外場応答 / 構造物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、強相関電子系の巨大応答現象の背後に存在すると期待されている相分離・２相共存といったドメインの応答状態を、共鳴軟Ｘ線コヒーレント回折法により観測する手法の確立を目指す。さらに、確立された手法を適用し、巨大磁気抵抗効果などの巨大応答機構を微視的に解明することを目指している。H26年度は、放射光施設のビームタイム激減の問題も発生し、コヒーレント実験に向けた予備的なマシンタイムの確保が厳しかった。そこで、試料自身でコヒーレントX線を切り出す、第3のコヒーレントX線切り出し方法に注力した。結果、コヒーレントX線を切り出すための4象限スリットと試料との位置関係を気にすることなく共鳴軟X線コヒーレント回折実験が実施することができ、試料側の加工などの手間はあるものの、限られた放射光ビームタイムで期待する結果が得られることを実証した。ただし、この手法では、試料を軟X線が透過する配置での実験が必須であり、測定可能なQの領域が大きく制限をされ、実験可能な研究対象が制限される。ただ、当初より期待していたように、Ｑの小さい領域での実験が、強磁性・強誘電性に関わるドメインの観測として重要であり、この方向での研究に注力することは本研究課題として有効と考えている。
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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
上述のように、H26年度は放射光施設のビームタイム激減の問題も発生し、コヒーレント実験に向けた予備的なマシンタイムの確保が厳しかった。そこで、試料自身でコヒーレントX線を切り出す、第3のコヒーレントX線切り出し方法に注力し、共鳴軟X線コヒーレント回折の実証実験に成功した。現在、測定データから実像に戻す位相回復アルゴリズムによるイメージング手法の検証を進めているところである。H27年度は、長周期磁気構造が主役となる、スキルミオン系、カイラルソリトン系での共鳴軟X線コヒーレント回折実験を中心的に実施し、磁場や電場といった外場に対するこれらの系の応答を、単位砲内の電子状態の応答としてとらえるだけでなく、大きなドメインとしての応答を明らかにすることを目指しており、当初の目標である物性変化下のドメイン状態の役割の微視的解明を達成できると期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度は、H26年度に開発し目途が立ちつつある小角散乱領域での共鳴軟X線コヒーレント回折によるイメージング法を具体的な系へ適用する。内容としては、長周期磁気構造が主役となる、スキルミオン系、カイラルソリトン系での共鳴軟Xコヒーレント回折実験を、中心的に実施し、磁場や電流といった外場に対するこれらの系の応答を、単位砲内の電子状態の応答としてとらえるだけでなく、大きなドメインとしての応答を明らかにすることを目指す。特に、コヒーレントX線回折データからドメインの情報を引き出すためには、イメージングとしての手法の確立が必須であり、X線ホログラフィの手法や、位相回復アルゴリズムによるイメージング手法の実施、検証を行う。
一方、これまで進めてきたコヒーレントX線の切り出し方法の確立は、各物性に応じた任意の Q でのコヒーレント X 線回折強度の観測ができる実験システムを構築する上で、必須と言える。そこで、本研究経費で購入したスリットを利用してコヒーレントＸ線切り出し方法の評価を実施した上で、作製が遅れている簡易的なスリット位置調整機構を製作する。また、試料の取り回しの制約を回避するために、新たに冷凍機を導入する。
最終的に、第3のコヒーレントX線切り出し方法による実験で、共鳴軟X線コヒーレント回折実験による成果を上げるとともに、4象限スリットにより切り出したコヒーレントX線を利用した実験の手法としての確立も目指す。
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| Causes of Carryover |
H26年度は、放射光施設のビームタイム激減の問題が発生し、コヒーレント実験に向けた予備的なマシンタイムの確保が厳しかった。そこで、試料自身でコヒーレントX線を切り出す、第3のコヒーレントX線切り出し方法に注力した。その結果、小型4象限スリットを用いたフレネル領域のコヒーレントＸ線を利用するために、試料直前にスリットを設置する配置でのコヒーレント X 線の切り出しを試みができず、H27年度に予算を繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H26年度に計画していた小型4象限スリットを用いたコヒーレントX線の切り出しを、本年度実施、その上で、作製が遅れている簡易的なスリット位置調整機構を製作する。また、これまでの実験で進めてきた共鳴軟X線コヒーレント回折実験を推進するとともに、上述のフレネル領域のコヒーレントX線の利用のために、試料部の取り回しの制約回避が重要となる。そこで新たな冷凍機を導入する。
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Research Products
(28 results)
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[Journal Article] X-ray study of the origins of W-doping- and photoirradiation-induced metal-insulator transitions in electron-doped VO2 films2015
Author(s)
D. Okuyama, K. Shibuya, R. Kumai, Y. Kitagawa, T. Suzuki, Y. Yamasaki, H. Nakao, Y. Murakami, M. Kawasaki, Y. Taguchi, T. Arima, and Y. Tokura
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 91
Pages: 064101:1-8
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Evolution of magnetic and structural transitions and enhancement of magnetocaloric effect in Fe1－xMnxV2O42014
Author(s)
D. Choudhury, T. Suzuki, D. Okuyama, D. Morikawa, K. Kato, M. Takata, K. Kobayashi, R. Kumai, H. Nakao, Y. Murakami, M. Bremholm, B. B. Iversen, T. Arima, Y. Tokura, and Y. Taguchi
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 89
Pages: 104427:1-6
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Molecular electronic states in charge transfer complex studied by x-ray absorption spectroscopy2014
Author(s)
Y Takahashi, H Nakao, R Kumai, S Ishibashi, S Horiuchi, M Kohyama, K Kobayashi, Y Yamasaki, J Okamoto, T Sudayama, Y Murakami and Y Tokura
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Journal Title
J. Phys.: Conf. Ser.
Volume: 502
Pages: 012036:1-4
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Hydrogen-Bond-Dynamics-Based Switching of Conductivity and Magnetism: A Phase Transition Caused by Deuterium and Electron Transfer in a Hydrogen-Bonded Purely Organic Conductor Crystal2014
Author(s)
Akira Ueda, Shota Yamada, Takayuki Isono, Hiromichi Kamo, Akiko Nakao, Reiji Kumai, Hironori Nakao, Youichi Murakami, Kaoru Yamamoto, Yutaka Nishio, and Hatsumi Mori
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 136
Pages: 12184-12192
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Unconventional magnetism in the layered oxide LaSrRhO42014
Author(s)
N. Furuta, S. Asai, T. Igarashi, R. Okazaki, Y. Yasui, I. Terasaki, M. Ikeda, T. Fujita, M. Hagiwara, K. Kobayashi, R. Kumai, H. Nakao, Y. Murakami
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 90
Pages: 144402
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 時間分解共鳴軟X線散乱で見たLa1/3Sr2/3FeO3薄膜に おける磁気秩序の超高速融解2015
Author(s)
津山 智之, 伊藤 俊, Pontius Niko, Schussler-Langeheine Christian, 松田 巌, 蓑原 誠人, 組頭 広志, 山崎 裕一, 中尾 裕則, 村上 洋一, 和達 大樹
Organizer
第62回応用物理学会春季学術講演会
Place of Presentation
東海大学 湘南キャンパス
Year and Date
2015-03-11 – 2015-03-14
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