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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Structural study on external voltage control of physical properties

Research Project

Project/Area Number 26287080
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

若林 裕助  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (40334205)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野内 亮  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70452406)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords物性実験 / 表面・界面物性 / X線 / 酸化物デバイス / 固液界面 / 分子性固体 / 電池材料
Outline of Annual Research Achievements

近年,物性物理分野で大きく進展している分野に,外部電場によるキャリア注入がある。様々な物性はキャリア数によって制御されるが,従来キャリア数は自由に制御できるものではなく,化学的にドーピングを行なって制御するのが標準的な手法であった。それに対し,外場によるキャリア注入では連続的にキャリア数を制御でき,物性の細かな制御が可能となるのみならず,化学ドーピングで必然的に生じていた結晶の歪なども生じない,新しい物性制御法として注目されている。本研究はこのような電場による物性制御をよりよく理解するために,電場中での界面での物質構造変化を観測することを目的としている。
29年度は最終年度であり,成果公開に力を傾けた。一番の成果は,情報科学の助けを得た表面X線回折データ解析ソフトウェアの開発である。最大事後確率推定法による解析手法をJ.Appl.Cryst.に報告し,新聞や世界各国のニュースサイトなどで取り上げられた。これを利用した解析による成果は29年度中には出版に至らなかったが,現在投稿中の段階である。外部電場印加による界面構造変化の観測結果もe-J.Surf.Nanotech.に掲載され,当初計画通りに研究を遂行した。
さらに,表面X線回折に関するレビュー論文,及び構造観測による物性研究に関する書籍を刊行し,広く成果を発信した。
今後の発展に向けて新しい研究にも着手しており,固液界面での時分割X線反射率測定を本格的に進めている。現時点で20ミリ秒分解能での測定ができている。電場による微妙な構造変化を見るためには統計精度がやや不足しているが,それでも1秒以下の時間分解能での測定が充分にできる事は確認しており,本課題終了後の道筋を作る事ができた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

日刊工業新聞 2017 10/24に掲載

  • Research Products

    (25 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] "Structural Switching of Self-Assembled Monolayer by External Electric Field2018

    • Author(s)
      H. Fujii, K. Sasaki, Y. Wakabayashi, H. Tajiri, K. Miwa, S. Ono, R. Nouchi
    • Journal Title

      e-J. Surf. Sci. Nanotech.

      Volume: 16 Pages: 76-78

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2018.76

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Observation of Structure of Surfaces and Interfaces by Synchrotron X-ray Diffraction: Atomic-Scale Imaging and Time-Resolved Measurements2018

    • Author(s)
      Y. Wakabayashi, T. Shirasawa, W. Voegeli, and T. Takahashi
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 87 Pages: 061010-1-12

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.061010

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bayesian inference of metal oxide ultrathin film structure based on crystal truncation rod measurements2017

    • Author(s)
      Anada Masato、Nakanishi-Ohno Yoshinori、Okada Masato、Kimura Tsuyoshi、Wakabayashi Yusuke
    • Journal Title

      Journal of Applied Crystallography

      Volume: 50 Pages: 1611~1616

    • DOI

      10.1107/S1600576717013292

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] モンテカルロ精密化によるペロブスカイト酸化物界面X線構造解析2018

    • Author(s)
      若林 裕助
    • Organizer
      埋もれた界面のX線・中性子解析2018ワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] Surface structure analysis based on X-ray diffraction: solid-solid and solid-liquid interfaces2018

    • Author(s)
      Y.Wakabayashi
    • Organizer
      Symposium on Frontier Researches of Functional Oxide Devices and Materials
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 時分割X線反射率測定による金/イオン液体界面の電気二重層構造の観測2018

    • Author(s)
      後藤駿斗、 Wolfgang Voegeli、 荒川悦雄、 松下正、 若林裕助
    • Organizer
      日本放射光学会 第31回年会
  • [Presentation] 有機半導体[n]フェナセン(n=7,8,9)の表面電子密度解析2018

    • Author(s)
      中村将也、 佐々木香織、 顕谷祐輝、 若林裕助、 下侑馬、 久保園芳博
    • Organizer
      日本放射光学会 第31回年会
  • [Presentation] 時分割X線反射率法による鉄不働態膜形成過程のその場観察2018

    • Author(s)
      藤井宏昌, 若林裕助, 田尻寛男, 土井教史
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会
  • [Presentation] 表面X線回折法を用いた構造解析によるペロブスカイト型Ni酸化物薄膜の金属絶縁体転移の起源の考察2018

    • Author(s)
      穴田壮人, 小和一弘, 前田裕貴, 北村未歩, 坂井延寿, 組頭広志, 坂田修身, 中西(大野)義典, 岡田真人, 木村剛, 若林裕助
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会
  • [Presentation] レプリカ交換モンテカルロ法を用いたCTR散乱データからのペロブスカイト界面構造のモデル構築2018

    • Author(s)
      永井和樹, 穴田壮人, 中西(大野)義典, 岡田真人, 若林裕助
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会
  • [Presentation] Soft x-ray resonant diffraction study of magnetic structure in magnetoelectric Y-type hexaferrite2017

    • Author(s)
      H.Ueda、 Y.Tanaka、 Y.Wakabayashiand T.Kimura
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structure analysis of LaNiO$_3$ ultrathinfilms on LaAlO$_3$ (001) substrates2017

    • Author(s)
      Y.Wakabayashi、 M.Anada、 K.Kowa、 T.Kimura、 E.Sakai、 M.Kitamura、 H.Kumigashira、 Y.Nakanishi-Ohno、 and M.Okada
    • Organizer
      12th International Conference on the Structure of Surfaces
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 表面X線回折によるペロブスカイト型酸化物薄膜の構造解析手法の開発2017

    • Author(s)
      穴田 壮人、中西ー大野 義典、岡田 真人、木村 剛、若林 裕助
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 時分割X線反射率測定による金/イオン液体界面の電気二重層構造の観測2017

    • Author(s)
      後藤駿斗、 Wolfgang Voegeli、 荒川悦雄、 松下正、 若林裕助
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会
  • [Presentation] [n]フェナセン(n=5,7,9)の表面電子密度解析2017

    • Author(s)
      中村将也、 佐々木香織、 顕谷祐輝、 若林裕助、 下侑馬、 久保園芳博
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会
  • [Presentation] 塗布型有機半導体結晶C8-DNBDT-NWが示す高移動度に対する構造研究2017

    • Author(s)
      藤井宏昌、 山村祥史、 竹谷純一、 若林裕助
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会
  • [Presentation] X-ray structure analysis software for perovskite-type oxide thin films2017

    • Author(s)
      M.Anada、 Y.Nakanishi-Ohno、 M.Okada、 T.Kimura and Y.Wakabayashi
    • Organizer
      International Workshop on Oxide Electronics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reverse Monte-Carlo analysis of surface X-ray diffraction data from perovskite-type oxide thin films2017

    • Author(s)
      M.Anada、 Y.Nakanishi-Ohno、 M.Okada、 T.Kimura andY.Wakabayashi
    • Organizer
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural study of mobility-suppressed C$_8$-DNBDT-NW monolayer using x-ray reflectivity technique2017

    • Author(s)
      H.Fujii、 A.Yamamura、 J.Takeya、 and Y.Wakabayashi
    • Organizer
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コヒーレントX線回折2017

    • Author(s)
      若林 裕助
    • Organizer
      第2回 回折限界VUV光源研究会
    • Invited
  • [Presentation] 多自由度・多階層性が協奏する物質材料システムの科学2017

    • Author(s)
      若林 裕助
    • Organizer
      活性サイトの局所構造観測に基づく物性研究, 東北大学金属材料研究所共同利用ワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] 共鳴X線回折で見える物: 電荷秩序,磁気秩序,四極子秩序2017

    • Author(s)
      若林 裕助
    • Organizer
      東北大学金属材料研究所共同利用ワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] 表面X線回折データに対する位相回復2017

    • Author(s)
      若林 裕助
    • Organizer
      ポスト「京」重点課題(7)、第6回「共通基盤シミュレーション手法 」連続研究会
    • Invited
  • [Book] 構造物性物理とX線回折2017

    • Author(s)
      若林 裕助
    • Total Pages
      288
    • Publisher
      丸善出版
    • ISBN
      978-4621301951
  • [Remarks] 表面・界面の構造解析ソフトウェアを開発

    • URL

      http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2017/20171023_1

URL: 

Published: 2018-12-17  

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