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量子常誘電体における新しい低温凝縮相の探索

研究課題

研究課題/領域番号 09044049
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関北海道大学

研究代表者

井上 久遠  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (30021934)

研究分担者 コーテンズ エリック  フランス共和国, モンペリエ大学・物性科学研究所, 教授
山中 明生  北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (30182570)
COURTENS Eric  Montpellier Univ., Laboratoire des Verres, Prof.
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
1998年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1997年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード量子常誘電体 / SrTiO_3 / Muller相 / ハイパーラマン散乱 / 非弾性中性子散乱 / 極性工学ソフトモード / 音響フォノン / 強誘電性前兆現象 / 極性光学ソフトモード / ブリルアン散乱 / 超高分解X線回折 / 低温凝縮相 / 横波音響モード
研究概要

量子常誘電体であるSrTiO_3で見出された種々の異常は、新しいタイプのコヒーレントな低温凝縮相(Muller相と呼ばれる)の出現に関係している可能性がある。鍵を握る極性光学ソフトモードを、ハイパーラマン散乱(日本側)と非弾性中性子散乱(フランス側)により総合的に研究し、低温凝縮相の出現の有無・起源を解明することが本研究の目的である。得られた成果は、
1. 低波数ベクトル域でのフォノンの分散関係を、中性子散乱により測定し、特定方向の横波音響フォノンと極性光学ソフトフォノンとが強く結合していること、いくつかの低温物性異常がこの結合に関係していることを明らかにした。
2. 結晶軸方位を配向させた試料において高分解ハイパーラマン散乱を実施し、極性光学ソフトモードの固有振動数が、構造相転移に伴う歪の影響を強く受けていることを見出した。その結果、強誘電性前兆現象が主に構造相転移に誘起されたことを明らかにし、前兆現象に関する30年来の議論の結論を得た。
3. Muller相の異常に関しては、(i)極性光学ソフトモードの線幅に異常が現われること、(ii)偏光選択則も異常を示すこと、さらに(iii)ハイパーラマン禁制な非極性光学モード(Egモード)が観測されることが見出された。(iv)非弾性中性子散乱においてもその選択則と相容れない光学フォノンが存在し、低波数域ではEgモードに一致することが明らかとなった。
SrTiO_3の低温物性に関しては新たに重要な事実を見いだすなど一定の成果を得た(論文発表・投稿中)。Muller相の存在に関しても新たな異常を見出したが、その存在・起源に関しては現段階では断定できないが、幾つかのモデルを検討中であり、近い将来解明されるものと期待される。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] B.Hehlen: "Brillouin-scattering observation of the TA-TO coupling in SrTiO_3" Physical Review B. 57・22. R13989-R13992 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山中 明生: "ペロフスカイト型強誘電体の巨大TO-LO分離" 固体物理. 33・8. 45-53 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.Hehlen: "Obserration of the coupling between TA and TO modes in SrTiO_3 by Brillouin scattering" Physica B. (印刷中). (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.Hehlen, L.Arzel, A.K.Tagantzev, E.Courtens, Y.Inaba, A.Yamanaka, and K.Inoue: "Brillouin-scattering observation of the TA-TO coupling in SrTiO_3" Physical Review B. Vol.57, No.22. R13989-R13992 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yamanaka: "Giant TO-LO splitting in perovskite ferroelectrics" Solid State Physics (in Japanese). Vol.38, No.8. 45-53 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.Hehlen, L.Arzel, A.K.Tagantzev, E.Courtens, Y.Inaba, A.Yamanaka, and K.Inoue: "Observation of the coupling between TA and TO modes in SrTiO_3 by Brillouin scattering" Physica B. (in press). (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.Hehlen: "Brillouin-scattering observation of the TA-TO coupling in SrTiO_3" Physical Review B. 57・22. R13989-R13992 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 山中明生: "ペロフスカイト型強誘電体の巨大TO-LO分離" 固体物理. 33・8. 45-53 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] B.Hehlen: "observation of the coupling between TA and TO modes in SrTiO_3 by Brillouin scattering" Physica B. (印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2020-05-15  

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