2014 Fiscal Year Research-status Report
巨大応答を示す系における不均一ドメインパターンのスケーリング
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25400355
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| Research Institution | 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び東海事業センター(利用研究促進部)) |
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Principal Investigator |
松浦 直人 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び東海事業, その他部局等, その他 (30376652)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 巨大応答 / 不均一構造 / 自己相似性 / 中性子準弾性散乱 / リラクサー強誘電体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、外場で対して巨大な応答を示すリラクサー強誘電体やマンガン酸化物における不均一ドメイン構造について、自己相似性という観点から不均一性を定量的に解析し、巨大応答機構に果たしている不均一性の役割を抽出することを目的としている。初年度（平成26年度）は空間相関について調べ、中性子小角散乱の詳細な波数依存性から自己相似な空間相関に伴うシグナルを見出し、自己相似性の特徴的な因子であるフラクタル次元と巨大応答の間に、密接な相関があることを明らかにした。2年目となる本年度では、J-PARCに設置されている中性子背面反射装置DNAを用いて、空間相関における静的な相関に対応する揺らぎ、つまり動的な時間相関について調べた。その結果、リラクサー強誘電体PMN-PT系において、空間相関と同様なベキ乗則に従う時間相関のシグナルを観測し、空間相関に対応する時間相関があることを明らかにした。更に、不均一時間相関を定量的に解析するべく、最近開発された準弾性散乱MEM解析法を用いて得られた中性子準弾性スペクトラムを解析したところ、誘電応答の小さい300K以下では、緩和モードの分布がTHz程度の速い緩和モードと時間スケールで3桁以上遅いGHz以下の緩和モードに分離していることを見出した。また、室温から誘電応答が非常に大きくなる450Kにむけて、速い緩和モードと遅い緩和モードを橋渡しする中間モードが出現していることが明らかになった。リラクサー強誘電体における緩和モード分布の定量的な解析は、世界で初めてであり、巨大な応答の背景に潜む緩和モードの不均一な分布を明らかにする重要な知見が得られた。
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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
当初の計画通り、前年度明らかにした静的な不均一ドメイン空間相関に対応する動的な相関を調べ、緩和時間の不均一性を定量的に解析することに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25，26年度に行った不均一状態の自己相似相関の研究により、空間相関、時間相関における不均一性を定量的に解析し、巨大応答と自己相似性の相関を明らかに出来た。最終年度となる次年度は、不均一な系から元素置換および電場印加により均一な系に変えた試料を準備し、相の均一化に伴う自己相似パターンの空間・時間相関の変化を調べ不均一状態と巨大応答との相関を抽出する。また、本計画全体として総括を行う過程で、得られた成果の意義を検討し、次の研究展開についての検討を行う。
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| Causes of Carryover |
日本の研究用原子炉JRR-3が長期間停止している為、韓国の研究用原子炉HANAROに中性子散乱実験の課題を申請し、受理されていたが、HANAROが2014年夏以降、長期停止したため、申請課題を実施できなかった。その為、予定していた韓国への出張が行えず、予定使用額に差が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
韓国の研究用原子炉HANAROは12月に再稼働すると韓国の共同研究者から伝えられている。科研費の申請期間の終盤になってしまうが、予定していた韓国での中性子散乱実験は12月に実施する予定である。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] Phase diagram of the relaxor ferroelectric (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3+xPbTiO3 revisited -a neutron powder diffraction study of the relaxor skin effect2015
Author(s)
D. Phelan, E.E. Rodriguez, J. Gao, Y. Bing, Z.-G. Ye, Q. Huang, Jinsheng Wen, Guangyong Xu, C. Stock, M. Matsuura, and P.M. Gehring
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Journal Title
Phase Transitions
Volume: 88
Pages: 1-23
DOI
Peer Reviewed
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