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可視光で可逆的に光誘起構造変化をする酸化物のラマン散乱による探索と機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 11450246
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

垣花 真人 (垣花 眞人)  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (50233664)

研究分担者 長田 実  理化学研究所, 基礎科学特別研究員
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
11,600千円 (直接経費: 11,600千円)
2000年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1999年度: 8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
キーワードラマン散乱 / 酸化物 / 可視光 / 光誘起構造変化 / 酸化物超伝導体 / 可視的構造変化 / 電荷移動 / 可逆的構造変化
研究概要

本研究では、光誘起構造変化をする酸化物を探索する手法の確立を目指した。夥しい種類の酸化物の中から新たな候補物質を選ぶには、光によって誘起される微妙な構造変化を精密にモニターしなければならない。特定の可視光で構造変化する酸化物を探索し、その機構を解明するために、ラマン分光計に様々な波長で発振する各種レーザー(Kr,色素,Ti-サファイアなど)をラマン散乱の光源として構造変化を『その場』観察しながら、光と物質間の相互作用の大きさを見極め、候補物質の絞り込みを行った。その中から発見されたのが酸素がわずかに欠損したYBa_2Cu_3O_x(以下Y123と略する)であった。
Y123系における光誘起構造変化の機構を解明するために、(1)現象が結晶の構造のどこの部分で起きているのか、また(2)どの電子遷移が現象の本質に関係しているのか、を明らかにした。ラマン散乱は、特定の原子団に関与する振動モードを独立に観測できるので、スペクトルの特定モードの変化から光誘起構造変化の舞台を特定することが出来た。その結果、現象の舞台は一次元のCuO鎖であることが明らかになった。一方、光による電子励起が引き金となって発生する『光誘起構造変化』の機構を解明するために、波長363nmの近紫外光から波長400-800nm領域のさまざまなエネルギーの可視光をラマン散乱の励起光源として用い、現象を引き起こすのに必要なエネルギー閾値を2.15eVと求め、電子遷移の起源は分子状Cu-O間の電荷移動に対応するものであることが明らかになった。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] M.Kakihan,M.Osada: "Raman scattering in YBa_2Cu_4O_8 and PrBa_2Cu_4O_8 : Indications of pseudogap effects in nonsuperconducting PrBa_2Cu_4O_8"Physical Review B. 61. 7049-7054 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kakihana,M.Osada: "Raman spectroscopy as a unique tool for characterizing high-Tc superconducting oxides"Physica C. 338. 144-150 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kakihana: "Raman active modes in Nd_2BaCu_3O_8 compound"Physica C. 338. 151-156 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Osada,M.Kakihana: "Resonant Raman scattering and photoinduced metastability in oxygen-deficient YBa_2Cu_3O_x"Physica C. 338. 157-160 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Osada,M.Kakihana: "Raman-active phonons and their doping dependence in spin-ladder Sr_<14>Cu_<24>O_<41>"Physica C. 338. 161-165 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Osada,M.Kakihana: "Photoinduced Metastability in YBa_2Cu_3O_x studied by in-situ Raman scattering"Physica B. 284-288. 681-682 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kakihana, M.Osaka: "Raman scattering in YBa_2Cu_4O_8 and PrBa_2Cu_4O_8 : Indications of pseudogap effects in nonsuperconducting PrBa_2Cu_4O_8"Physical Review B. 61. 7049-7054 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kakihana, M.Osada: "Raman spectroscopy as a unique tool for characterizing high-Tc superconducting oxides"Physica C. 338. 144-150 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kakihana: "Raman active modes in Nd_2BaCu_3O_z compound"Physica C. 338. 151-156 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Osada, M.Kakihana: "Resonant Raman scattering and photoinduced metastability in oxygen-deficient YBa_2Cu_3O_x"Physica C. 338. 157-160 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Osada, M.Kakihana: "Raman-active phonons and their doping dependence in spin-ladder Sr_<14>Cu_<24>O_<41>"Physica C. 338. 161-165

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Osada, M.Kakihana: "Photoinduced Metastability in YBa_2Cu_3O_x studied by insitu Raman scattering"Physica B. 284-288. 681-682 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kakihana,M.Osada: "Raman scattering in YBa_2Cu_4O_8 and PrBa_2Cu_4O_8 : Indications of pseudogap effects in nonsuperconducting PrBa_2Cu_4O_8"Physical Review B. 61. 7049-7054 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kakihana,M.Osada: "Raman spectroscopy as a unique tool for characterizing high-Tc superconducting oxides"Physica C. 338. 144-150 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kakihana: "Raman active modes in Nd_2BaCu_3O_2 compound"Physica C. 338. 151-156 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Osada,M.Kakihana: "Resonant Raman scattering and photoinduced metastability in oxygen-deficient YBa_2Cu_3Ox"Physica C. 338. 157-160 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Osada,M.Kakihana: "Raman-active phonons and their doping dependence in spin-ladder Sr_<14>Cu_<24>O_<41>"Physica C. 338. 161-165 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Osada,M.Kakihana: "Photoinduced Metastability in YBa_2Cu_3Ox studied by in-situ Raman scattering"Physica B. 284-288. 681-682 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 垣花 眞人: "鉛系高温超伝導体のラマン錯乱"粉体及び粉末治金. 46・9. 999-1003 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Osada,M.Kakihana: "Photoinduced phase transition in Yba_2Cu_3Ox observed by in-situ Resonant Raman spectroscopy"Advances in Superconductivity XI. 65-68 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kakihana: "Raman-active phonon and their doping dependence in Pb-based cuprate superconductors"Physical Review. B. 60・9. 6316-6319 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 長田実,垣花眞人: "Y系高温超伝導体の光誘起構造変化-共鳴ラマン散乱をプローブとするその場観察"固体物理. 34. 761-767 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 長田実,垣花眞人: "酸化物高温超伝導体の光誘起構造変化-その場ラマン観察による新規酸化物系の探索"光アライアンス. 10. 35-39 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Osada,M.Kakihana: "Phonon Raman scattering of Bi_2Sr_2CaCu_2O_8td under hydrosatic pressure"Physical Review B. 59・13. 8447-8450 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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