2014 Fiscal Year Research-status Report
走査型プローブ顕微鏡によるタリウム化合物のナノ空間変調構造の可視化
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26420278
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
脇田 和樹 千葉工業大学, 工学部, 教授 (80201151)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三村 功次郎 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40305652)
沈 用球 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20336803)
佐藤 宣夫 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (70397602)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノドメインの可視化 / プローブ顕微鏡 / タリウム化合物 / 近接場顕微鏡 / ナノ空間変調構造 / 国際情報交換（アゼルバイジャン） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はナノ変調構造をもつTlInSe2バルク結晶への光照射によりシリコン結晶やガリウム砒素結晶では見られない極めて大きな体積膨張変化を観測した。TlInSe2結晶の形状変化は擬一次元結晶構造による構造柔軟性だけでは説明できず、構造相転移もその原因と考えられる。
本研究の目的は、タリウム系化合物、特にTlInSe2結晶の構造相転移による走査型プローブ法を用いた結晶構造変位によるドメインの可視化を試みるとともに、光照射による巨大体積膨張の原因および構造相転移機構との関係を明らかにすることである。また、ナノ変調構造のモデリングから電子状態について解析を行い、角度分解光電子分光法やエリプソメトリー法による測定結果を用いて検証する。さらに、TlInSe2結晶の光照射や電圧印加による巨大体積膨張を活かした高効率熱マイクロアクチュエーターなどのMEMSへの応用について検討する。
当該年度では環境型プローブ顕微鏡装置を用いターボ分子ポンプを取付ることにより、低温測定のために高真空中での原子間力顕微鏡測定およびケルビンフォースプローブ顕微鏡測定を可能とし、110K程度までの低温観測を行った。現在、残念ながら自発分極によるドメインの観測までは至っていない。
また、近接場顕微鏡の一種であるプラズモン共鳴を用いたチップ増強分光システムの構築を行った。Si結晶による通常のラマン観測とチップにおけるプラズモン共鳴によるラマン観測が可能となった。
エリプソメトリーによるタリウム化合物の低温測定も行っており、一部結果は論文として受理されている。コメンシュレート相の簡易モデル計算およびノーマル相の電子状態との対比からナノ空間変調構造をもつTlInSe2結晶の電子状態を行っている。
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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
現在、プローブ顕微鏡を用いたナノドメインの観測はまだ行えていないが、観測するための顕微鏡の高真空化および低温観測の準備は順調に進行している。さらにプラズモン共鳴を利用した近接場分光装置の構築は完成した。
また、エリプソメトリーによるタリウム化合物の低温測定での電子状態については測定と解析は進行しており、ナノ変調構造のモデリングの進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
環境型プローブ顕微鏡装置を用いた原子間力顕微鏡測定およびケルビンフォースプローブ顕微鏡測定では現在自発分極によるナノドメインの観測までは至っていない。今後、ナノ領域での水滴凍結除去のために環境型プローブ顕微鏡装置の高真空化およびKPFM装置での低ノイズ化を図っていく予定である。
またプラズモン共鳴によるチップ増強型近接場顕微分光のためには、チップによるプラズモン共鳴エネルギーと検出光のフォトンエネルギーのマッチングについて、計算と実験から最適チップを設計する予定である。
ナノ構造変調によるモデル計算をさらに進め、構造相転移の解明およびエリプソメトリーや角度分解高電子分光法による電子状態との対応について検証する。
TlInSe2を用いた熱マイクロアクチュエーターの設計を行い、その性能について検討する。
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| Causes of Carryover |
研究分担者沈用球の学会発表のための旅費およびエリプソメトリー装置に関する真空部品購入費を計上していたが、学会発表および測定計画から次年度執行することとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
応用物理学会 多元系化合物・太陽電池研究会での成果発表のための旅費およびエリプソメトリー装置の低温測定のための真空部品購入費として執行予定である。
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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, and Nazim Mamedov
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Journal Title
physica status solidi (b)
Volume: 252
Pages: 1225-1229
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Excitonic emission of TlGaSe22015
Author(s)
Masashi Hagiwara, Raul Paucar, YongGu Shim, Kazuki Wakita, Oktay Alekperov, Arzu Najafov and Nazim Mamedov
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Journal Title
physica status solidi (c)
Volume: 12
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] CdS:O薄膜のナノ構造の評価2015
Author(s)
中嶋将大, 浅葉亮, 鈴木昭典, 佐藤宣夫, 脇田和樹, 沈用球, Kh. Khalilova, N. Mamedov, A. Bayramov, E. Huseynov
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Journal Title
平成26年度応用物理学会 多元系化合物・太陽電池研究会成果報告集
Volume: 27
Pages: in press
Open Access
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[Journal Article] Observation of Two Peculiar Types of Electronic Dispersive Structures in Thallium Selenide Studied by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy2014
Author(s)
Satoru Motonami, Masashi Arita, Hiroaki Anzai, Kazuki Wakita, Sadig Hamidov, Zakir Jahangirli, Yukihiro Taguchi, Hirofumi Namatame, Masaki Taniguchi, Guseyn Orudzhev, Nazim Mamedov, and Kojiro Mimura
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Journal Title
Journal of Physical Society of Japan
Volume: 83
Pages: 053707-1-4
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] CdS:O薄膜のナノ構造の評価2014
Author(s)
中嶋将大, 浅葉亮, 鈴木昭典, 佐藤宣夫, 脇田和樹, 沈用球, Kh. Khalilova, N. Mamedov, A. Bayramov, E. Huseynov
Organizer
平成26年度応用物理学会 多元系化合物・太陽電池研究会年末講演会
Place of Presentation
龍谷大学 （京都府京都市）
Year and Date
2014-11-28
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[Presentation] TlGaSe2のフォトルミネセンス2014
Author(s)
萩原将史, R. Paucar, 沈用球, 脇田和樹, O. Alekperov, A. Najafov, N. Mamedov
Organizer
平成26年度応用物理学会 多元系化合物・太陽電池研究会年末講演会
Place of Presentation
龍谷大学 （京都府京都市）
Year and Date
2014-11-28
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[Presentation] Study of nano-crystals in CdS:O thin films by Kelvin probe force microscopy2014
Author(s)
M. Nakajima, R. Asaba, A. Suzuki, N. Sato, Y. Shim, K. Wakita, Kh. Khalilova, N. Mamedov, A. Bayramov, and E. Huseynov
Organizer
The 6th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion
Place of Presentation
Kyoto, Japan (京都国際会館）
Year and Date
2014-11-23 – 2014-11-27
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[Presentation] カソードスパッタによるCdS:O薄膜の構造と光学特性2014
Author(s)
中嶋将大, 浅葉亮, 鈴木昭典, 沈用球, 脇田和樹, Kh. Khalilova, N. Mamedov, A. Bayramov, and E. Huseynov
Organizer
第75回応用物理学会秋季学術講演会
Place of Presentation
北海道大学 （北海道札幌市）
Year and Date
2014-09-17 – 2014-09-20
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[Presentation] TlGaSe2のバンド端ルミネセンス2014
Author(s)
萩原将史, R. Paucar, 沈用球, 脇田和樹, O. Alekperov, A. Najafov, N. Mamedov
Organizer
第75回応用物理学会秋季学術講演会
Place of Presentation
北海道大学 （北海道札幌市）
Year and Date
2014-09-17 – 2014-09-20
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[Presentation] Excitonic emission of TlGaSe22014
Author(s)
M. Hagiwara, R. Paucar, Y. Shim, K. Wakita, O. Alekperov, A. Najafov, and N. Mamedov
Organizer
The 19th International Conference on Ternary and Multinary Compounds
Place of Presentation
Niigata, Japan (朱鷺メッセ）
Year and Date
2014-09-01 – 2014-09-05
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[Presentation] Metallic conductivity and weak antilocalization in Bi2Te2,7Se0,3 thin films2014
Author(s)
A. M. Kerimova, N.A. Abdullayev, Kh.V. Aliquliyeva, Y. Shim, K. Mimura, K. Wakita, O.Z. Alekperov, N.T. Mamedov, V.N. Zverev
Organizer
The 19th International Conference on Ternary and Multinary Compounds
Place of Presentation
Niigata, Japan (朱鷺メッセ）
Year and Date
2014-09-01 – 2014-09-05
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[Presentation] Structural studies on TlInSe2 thermoelectric material by x-ray diffraction, XAFS, and x-ray fluorescence holography2014
Author(s)
S. Hosokawa, K. Kamimura, N. Happo, K. Mimura, K. Hayashi, K. Takahashi, K. Wakita, and N. Mamedov
Organizer
The 19th International Conference on Ternary and Multinary Compounds
Place of Presentation
Niigata, Japan (朱鷺メッセ）
Year and Date
2014-09-01 – 2014-09-05
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[Presentation] Evaluation of crystal structure in TlMeX2 (Me=In,Ga; X=S,Se,Te) by optical second harmonic generation2014
Author(s)
M. Hagiwara, R. Paucar, K. Wakita, Y. Shim, K. Mimura, and N. Mamedov
Organizer
Sixth International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications
Place of Presentation
Leeds, UK
Year and Date
2014-07-27 – 2014-08-01
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