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同位体元素置換により誘起された強誘電性の動的発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 14340086
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 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

辻見 裕史  北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (20113673)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
キーワード量子常誘電体 / 酸素同位体置換 / 光散乱実験 / 音響フォノン / 光学フォノン / SrTi^<18>O_3 / ソフト化
研究概要

量子ゆらぎ(零点振動)のため、OK近傍でも電気分極が揃った状態(強誘電相)を実現できず、電気分極がバラバラな状態(常誘電相)のままでいる量子常誘電体と呼ばれる物質がある。典型的な例がSrTiO_3である。最近SrTi^<16>O_3(STO16)の酸素^<16>Oをその同位体^<18>Oで置換したSrTi^<18>O_3(STO18)が温度T_c=22K以下で強誘電性を示すことが報告された。本研究の目的は、光散乱法を用いた音響・光学モードの直接測定により、STO18における強誘電性の動的発現機構を解明することにある。
光散乱、電場誘起光散乱、ハイパーラマン散乱、パルス誘導ラマン散乱、誘電率測定を行った結果、STO18の構造相転移機構について、次のような結論を得た。STO18の強誘電性の発現は、強誘電性相転移の結果である。この相転移は、基本的にSlater型の強誘電性E_u、ソフトモードの凍結によって引き起こされる。量子常誘電体STO16との比較において、両者で電気双極子・双極子相互作用はほぼ等しい。ところが、STO18ではE_uソフトモードの換算質量が大きいことが原因で量子揺らぎが抑制される結果、このモードが凍結可能となり、強誘電相(点群C_<2v>)が出現する。相転移型は変位型であるが、完全なものではない(相転移温度T_cでソフトモード周波数が約200cm^<-1>で0にはならない)。T_c以下では、E_uソフトモードは結晶の対称性の低下により縮退がとけてE_u1(自発分極に水平な分極揺らぎ)とE_u2(分極揺らぎと垂直な分極揺らぎ)とに分離する。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] H.Hasebe: "Brillouin Scattering Study of Ferroelectric SrTi(^<18>O_x^<16>O_<1-x>)_3"Ferroelectrics. 272. 39-44 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yagi: "Isotopically Induced Ferroelectric Phase Transition in SrTi^<18>O_3 Studied by Brillouin and Raman Scattering"Ferroelectrics. 266. 153-163 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yagi: "Brillouin and Raman Scattering Study of the Isotropically Induced Ferroelectric Phase Transition of SrTi^<18>O_3"Physica. B316-317. 596-599 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yamaguchi: "Brillouin scattering Study of the Broad Doublet in Isotopically Exchanged SrTiO_3"Physical Review. 1365. 172102-1-172102-4 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hasebe: "Light Scattering Study in Ferroelectric SrTi^<18>O_3"Ferroelectrics. 285. 27-31 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Watanuki: "Impulsive Stimulated Raman Scattering Study of SrTi(^<18>Ox^<16>O_<1-x>)_3"Ferroelectrics. 285. 33-39 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Minaki: "Hyper-Raman Scattering of SrTi^<18>O_3"Journal of the Korean Physical Society. 42. S1290-S1293 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hasebe: "Dynamical Mechanism of the Ferroelectric Phase Transition of SrTi^<18O_3 Studied by Light Scattering"Physical Review. 1368. 014109-1-014109-7 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yagi: "Soft-phonon dynamics in The Isotropically Induced Ferroelectric Phase Transition of Strontium Titanate"Materials Research Society. 718. 183-188 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsujimi: "A Light Scattering Studies of Soft Mode in SrTi^<18>O_3"Ferroelectrics. (in press). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Watanuki: "Phonon-Polariton Dispersion Relation of SrTi(^<18>O_x^<16>O_<1-x>)_3"Ferroelectrics. (in press). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hasebe: "Brillouin Scattering Study of Ferroelectric SrTi(^<18>O_X^<16>O_<1-X>)_3"Ferroelectrics. 272. 39-44 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yagi: "Isotropically Induced Ferroelectric Phase Transition in SrTi^<18>O_3 Studied by Brillouin and Rarman Scattering"Ferroelectrics. 266. 153-163 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yagi: "Brillouin and Raman Scattering Study of the Isotopically Induced Ferroelectric Phase Transition of SrTi^<18>O_3"Physica B. 316-317. 596-599 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yamaguchi: "Briliouin Scattering Study of the Broad Doublet in Isotoically Exchanged SrTiO_3"Physical Review B. 65. 172102 1-172102 4 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hasebe: "Light Scattering Study in Ferrolectic SrTi^<18>O_3"Ferroelectrics. 285. 27-31 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Watanuki: "Impulsive Stimulated Raman Scattering Study of SrTi(^<18>O_x^<16>O_<1-x>)_3"Ferroelectrics. 285. 33-39 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Minaki: "Hyper-Raman Scattering of SrTi^<18>O_3"Journal of the Korean Physical Soceity. 42. S1290-S1293 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hasebe: "Dynamical Mechanism of the Ferroelectric Phase Transition of SrTi^<18> Studied by Light Scattering"Physical Review B. 68. 014109-1-014109-7 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yagi: "Soft-phonon Dynamics in the Isotropically Induced Ferroelectric Phase Transtion of Strontum Titanate"Materials Research Society. 718. 183-188 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsujimi: "Light Scattering Studies of Soft Mode in SrTi^<18>O_3"Ferroelectrics. (in press). (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Watanuki: "Phonon-Polariton Dispersion Relation of SrTi(^<18>O_x^<16>_<1-x>)_3"Ferroelectrics. (in press). (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.HASEBE: "Light Scattering Study in Ferroelectic SrTi^<18>O_3"Ferroelectrics. 285. 27-31 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.WATANUKI: "Impulsive stimulated Raman Scattering Study of SrTi(^<18>O_x^<16>O_<1-x>)_3"Ferroelectrics. 285. 33-39 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.MINAKI: "Hyper-Raman Scattering of SrTi^<18>O_3"Journal of the Korean Physical Soceity. 42. S1290-S1293 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.HASEBE: "Dynamical Mechanism of the Ferroelectric Phase Transition of SrTi^<18>O_3 Studied by Light Scattering"Physical Review. B68. 014109-1-014109-7 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.TSUJIMI: "Light Scattering Studies of Soft Mode In SrTi^<18>O_3"Ferroelectrics. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.WATANUKI: "Phonon-Polariton Dispersion Relation of SrTi(^<18>O_x^<16>O_<1-x>)_3"Ferroelectrics. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.HASEBE: "Brillouin Scattering Study of Ferroelectric SrTi(^<18>O_χ^<16>O_<1-χ>)_3"Ferroelectrics. 272. 39-44 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.YAGI: "Isotropically Induced Ferroelectric Phase Transition in SrTi^<18>O_3 Studied by Brillouin and Raman Scattering"Ferroelectrics. 266. 153-163 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.YAGI: "Brillouin and Raman scattering study of the isotopically induced ferroelectric phase transition of SrTi^<18>O_3"Physica B. 316-317. 596-599 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.YAMAGUCHI: "Brillouin Scattering Study of the Broad Doublet in Isotoically Exchanged SrTiO_3"Physical Review B. B65. 172102-1-172102-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2020-05-15  

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