局所構造歪みの検証による構造・磁性相転移の本質の解明

• 研究課題/領域番号: 16K05011
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 宮永 崇史 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (70209922)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2017年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
• キーワード: XAFS / 放射光 / 構造相転移 / 磁気相転移 / 局所構造 / FeRhPd合金 / SrTiO3 / リバースモンテカルロ / 相転移 / FeRh合金 / 磁性相転移 / 磁性合金 / 熱磁気効果 / マルチフェロイック

研究成果の概要

本科学研究費の主題の一つであるFeRhPd磁性合金の相転移機構について、ロシアとの共同研究にて熱磁気測定を行い、その結果をAppl.Phys.誌に発表した。FeRh合金およびFeRhPd合金の磁気および構造相転移付近の挙動についてXAFSを用いて局所構造的見地から調べ、得られた成果を第17回XAFS国際会議にて発表した。
一方、ペロブスカイト型化合物の局所相転移については、SrTiO3についてラトビアとの研究グループと共同研究を展開した。リバースモンテカルロ法をXAFSに応用する新たな方法を応用し、第 17回XAFS国際会議にて発表し、J. Rad. Phys. Chem. 誌に発表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究におけるテーマはFeRhおよびfeRhPd磁性合金お構造相転移に関する基礎研究であり、次世代の磁気冷却機への応用が期待される材料に関する研究であり、世界レベルで活発に研究が展開されている。一方、構造相転移に関する研究も基礎的な研究であるが、将来は振動発電などの新エネルギー材料への応用として重要である。今回の研究で得られた成果は、その基礎的な機構を解明するものであり、国際的な共同研究を展開できたところに意義がある。

研究成果

• [国際共同研究] モスクワ大学(ロシア連邦)
• [国際共同研究] リガ大学(ラトビア)
• [国際共同研究] モスクワ大学/ロシア科学アカデミー金属物理学研究所(ロシア連邦)
• [国際共同研究] モスクワ(ロシア連邦)
• [雑誌論文] Peculiarities of the magnetocaloric effect in FeRh-based alloys in the vicinity of the first order magnetic phase transition (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Gimaev, V. Zverev, Y. Spichkin, A. Tishin and T. Miyanaga
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 185 ページ: 05008-05008
  • DOI: 10.1051/epjconf/201818505008
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Local structure of A-atom in ABO3 perovskites studieds by RMC-EXAFS (2018)
  • 著者名/発表者名: A.Anspoks, C.Marini, T.Miyanaga, B.Joseph, A.Kuzmin, J.Purans, J.Timochenko, A.Bussmann-Holder
  • 雑誌名: J. Rad. Phys. Chem inpress 巻: in press
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] earest-neighbour Distribution of Distances in Crystals from Extended X-ray Absorption Fine Structure (2017)
  • 著者名/発表者名: P. Fornasini, R. Grisenti, M. Dapiaggi, G. Agostini, and T. Miyanaga
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 147(4) ページ: 044503-044503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local structure around In atoms in coherently grown m-plane InGaN film (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Miyanaga, T. Azuhata, K. Nitta and S.F. Chichibu
  • 雑誌名: J. Synchr. Rad. 巻: 24 ページ: 1012-1016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarized XAFS Analyses for MgB2 Thin Films (2017)
  • 著者名/発表者名: T.Miyanaga, R.Matsumura, M.Seo, K.Takeda, D.Hatanaka, M.Yoshizawa
  • 雑誌名: J. Supercond. Nov. Magn. 巻: 30 号: 6 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1007/s10948-017-3991-y
• [雑誌論文] Influence of structural defects on the magnetocaloric effect in the vicinity of the first order magnetic transition in Fe50.4Rh49.6 (2016)
  • 著者名/発表者名: V.I.Zverev, A.M.Saletsky, R.R.Gimaev, A.M.Tishin, T.Miyanaga, J.B.Stanton
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 108 号: 19 ページ: 192405-192405
  • DOI: 10.1063/1.4949355
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 放射光を用いた偏光XAFS法によるLED材料の局所構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮永崇史、小豆畑敬
  • 雑誌名: 金属 巻: 86 ページ: 682-685
• [学会発表] Local structure around In atoms in InGaN LED by polarized XAFS (2018)
  • 著者名/発表者名: T.Miyanaga
  • 学会等名: OPSR2018
  • 招待講演
• [学会発表] XAFS study for FeRhPd magnetic alloys (2018)
  • 著者名/発表者名: A.Akiyama, T.Miyanaga
  • 学会等名: 17th International X-ray absorption fine structure
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of Te nanoparticles synthesized by plasma processing (2018)
  • 著者名/発表者名: Balasubramanian Chidambara, Keisuke Hatada, Takafumi Miyanaga, Hiroyuki Ikemoto, Jigar Pate
  • 学会等名: 17th International X-ray absorption fine structure
  • 国際学会
• [学会発表] Local structure of A-atom in ABO3 perovskites studieds by RMC-EXAFS (2018)
  • 著者名/発表者名: A.Anspoks, C.Marini, T.Miyanaga, B.Joseph, A.Kuzmin, J.Purans, J.Timochenko, A.Bussmann-Holder
  • 学会等名: 17th International X-ray absorption fine structure
  • 国際学会
• [学会発表] Ag形ゼオライトのクラスター崩壊過程におけるXAFSおよびPLの時間変化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 米谷陸杜、山内一真、宮永崇史、鈴木裕史
  • 学会等名: 第21回XAFS討論会
• [学会発表] Fe/Crクラスター多層膜におけるXMCDスペクトルの温度変化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 池田優里亜、宮永崇史
  • 学会等名: 第21回XAFS討論会
• [学会発表] Ag形ゼオライトの冷却過程におけるPLとXAFSのその場同時測定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山内一真、米谷陸杜、宮永崇史、鈴木裕史
  • 学会等名: 第21回XAFS討論会
• [学会発表] X線吸収微細構造（XAFS） ～局所構造からみた物性科学～ (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮永崇史
  • 学会等名: 日本物理学会北陸支部講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 放射光を用いた磁性合金の局所構造と磁気特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮永崇史
  • 学会等名: 日本金属学会東北支部講演大会
  • 招待講演
• [学会発表] 銀ゼオライト発光材料およびLED材料のXAFS解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮永崇史
  • 学会等名: 第1回次世代放射光が開くイノベーション 東北7大学次世代放射光学術シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Co過剰型Fe-Co合金のXAFSおよびXMCDを用いた局所構造と磁気構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐野世樹、久保田健、宮永崇史
  • 学会等名: 2017量子ビームサイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくば市エポカル
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] X線吸収微細構造によるナノ粒子系の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮永崇史
  • 学会等名: みちのく分析科学シンポジウム2017 (2017.7.22、弘前大学）
  • 招待講演
• [学会発表] Fe/Cr多層膜のXAFS解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 池田優里亜、高杉孝樹、宮永崇史
  • 学会等名: 第20回XAFS討論会（2017年8月4日～6日、姫路）
• [学会発表] XAFSによるFeRhPd合金のPdの局所構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 秋山彩華、宮永崇史
  • 学会等名: 第20回XAFS討論会（2017年8月4日～6日、姫路）
• [学会発表] Ag形ゼオライト中のXAFSによる骨格構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 米谷陸杜、宮永崇史、鈴木裕史
  • 学会等名: 第20回XAFS討論会（2017年8月4日～6日、姫路）
• [学会発表] 磁気XAFSによるOrder-Disorder磁性合金の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮永崇史
  • 学会等名: 東北大学金属材料研究所ワークショップ”放射光物質構造科学への新展開”、東北大金研,2017.12.18-19
  • 招待講演
• [学会発表] Ag形ゼオライトのXAFS解析とPLサイト遷移 (2017)
  • 著者名/発表者名: 米谷陸杜、山内一真、宮永崇史、鈴木裕史
  • 学会等名: 2017年度量子ビームサイエンスフェスタ、2018年3月2日～4日、水戸市
• [学会発表] Fe/Cr多層膜のEXAFS解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 池田優里亜、宮永崇史
  • 学会等名: 2017年度量子ビームサイエンスフェスタ、2018年3月2日～4日、水戸市
• [学会発表] Co過剰型Fe-Co磁歪合金のXAFSによる構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐野世樹、久保田健、宮永崇史
  • 学会等名: 第19回XAFS討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2016-09-03
• [学会発表] 銀形ゼオライトX中のAgクラスターの崩壊過程とPL機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村暦、成田翔、宮永崇史、鈴木裕史
  • 学会等名: 第19回XAFS討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2016-09-03
• [図書] 放射光利用の手引き (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮永崇史、小豆畑敬
  • 総ページ数: 344
  • 出版者: アグネ技術出版センター
• [図書] Zeolites: Useful materials (2016)
  • 著者名/発表者名: 編者：C.Belvio, 著者：J.P.Brassell,T.V.Ojimu,L.F.Petric, M.W.Gitali, N.M.Musyoka, M.Harja, S.M.Cimpeanu, M.Dirja, D.Bucur, M.Wdowin, W.Franus, K.Gleichmann, B.Unger, A.Brandt, C.Xia, M.Lin, B.Zhu, Y.Luo,X.Shu, H.Lin, M.Fujii, T.Miyanaga, Y.Suzuki, S.Narita, 他
  • 総ページ数: 215
  • 出版者: Intech