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強相関電子材料のドメイン界面におけるハイブリッド配位環境を利用した機能性制御

研究課題

研究課題/領域番号 17H03393
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
研究機関九州工業大学

研究代表者

堀部 陽一  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80360048)

研究分担者 中村 和磨  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60525236)
田中 啓文  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (90373191)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
キーワード局所構造 / ナノ構造 / 透過型電子顕微鏡 / 電子回折 / 電子顕微鏡 / 強相関電子系 / 表面・界面物性 / 電子顕微
研究成果の概要

層状マンガン酸化物Ca2MnO4 のCaサイトに一部Smを置換したCa2-xSmxMnO4 について固相反応法を用いてセラミックス試料を作製し、各種の構造ドメインの種類および配列について主に透過型電子顕微鏡を用いた電子回折法および明・暗視野法により調べた。その結果、Ca2-xSmxMnO4 のx = 0.0 ~ 0.2試料中において、c軸方向に沿った酸素八面体回転の回転パターンの乱れに関係した反位相ドメインが存在し、異なる回転方向を持つ反位相ドメインの割合がSm置換量xと共に変化することを見出した。さらに局所構造に関係した電子状態の理論計算を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

遷移金属イオン周りの環境の変化を利用した新しい機能性の開拓は、最近の材料分野で最も注目されるトピックの一つであり、多くの研究が行われている。材料中に存在する様々なドメインの界面近傍では、異なる結晶構造を反映した異常な環境が出現し得る。このようなドメインの界面に現れる、異常な環境を利用して、新奇物性の開拓が可能になると考えられる。実際に本研究の結果から、強相関電子材料におけるドメイン構造制御により、新しい物性発現の可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Charged Domain Walls and Crystallographic Microstructures in Hybrid Improper Ferroelectric Ca<sub>3−</sub><i><sub>x</sub></i>Sr<i><sub>x</sub></i>Ti<sub>2</sub>O<sub>7</sub>2019

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Hiroshi、Shigematsu Koji、Horibe Yoichi、Mori Shigeo、Murakami Yasukazu
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 60 号: 10 ページ: 2103-2108

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MI2019006

    • NAID

      130007711403

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2019-10-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Ca Doping on Modulated Structures in Multiferroic Bi1?xCaxFeO32019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyama Takumi、Hirata Akihiko、Inoue Yasuhide、Horibe Yoichi、Koyama Yasumasa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 5 ページ: 054601-054601

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.054601

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quadruple superstructure with antiferroic ionic displacements in Bi1?xSmxFeO32019

    • 著者名/発表者名
      Horibe Y.、Nomoto M.、Inoshita T.、Watanabe K.、Cheong S.-W.、Inoue Y.、Koyama Y.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 2 ページ: 0241051-8

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.024105

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-asembled lamellar-type nanostructure in manganite spinel (Co,Mn,Fe)3O42019

    • 著者名/発表者名
      Y. Horibe, M. Ishimatsu, S. Takeyama, S. Mori, M. Kudo, M. Auchi, M. Tanaka, Y. Murakami
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 115 号: 23 ページ: 2324011-4

    • DOI

      10.1063/1.5123780

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] マルチフェロイック六方晶マンガン酸化物における特異なドメイン構造 ~透過型電子顕微鏡を用いたドメイン観察~2019

    • 著者名/発表者名
      堀部陽一
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 54 ページ: 99-102

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric property measurement of free-standing SrTiO3 nanoparticles assembled by dielectrophoresis2018

    • 著者名/発表者名
      Budiman Faisal、Kotooka Takumi、Horibe Yoichi、Eguchi Masanori、Tanaka Hirofumi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 6S1 ページ: 06HE07-06HE07

    • DOI

      10.7567/jjap.57.06he07

    • NAID

      210000149166

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Peculiar Optical Characteristics of Different Silicate Source and Synthesis Technique in Europium Doped Li2SrSiO42018

    • 著者名/発表者名
      Woo Hyun-Joo、Horibe Yoichi、Jha Kaushal、Jang Kiwan、Jeong Jung Hyun
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society

      巻: 72 号: 11 ページ: 1350-1355

    • DOI

      10.3938/jkps.72.1350

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of the Size of the Particles in a Raw SiO$_2$ Material on the Optical Properties of Eu$^{(2+/3+)}$-Doped Li$_2$SrSiO$_4$2018

    • 著者名/発表者名
      KIM Taeyoung、NAMKHAI Purevdulam、JANG* Kiwan、HORIBE Yoichi、WOO Hyun-Joo
    • 雑誌名

      New Physics: Sae Mulli

      巻: 68 号: 6 ページ: 593-598

    • DOI

      10.3938/npsm.68.593

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transport, magnetic, thermoelectric, and structural properties of hollandite titanates BaxTi8O16+δ2018

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Y.、Okuda T.、Mori S.、Horibe Y.、Murata R.、Katsufuji T.
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 2 号: 7 ページ: 074409-074409

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.2.074409

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] スピネル酸化物(Co,Fe,Mn)3O4におけるチェッカーボード型ナノ組織変化2019

    • 著者名/発表者名
      堀部 陽一, 石松 雅史, 森 茂生
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Transmission- Electron Microscopy Studies on Domain Structure in Hexagonal Manganites2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Horibe
    • 学会等名
      International Symposium on Applied Science 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 置換型ビスマスフェライトBi1-xRxFeO3 (R = Nd, Sm)における構造相転移の特徴2019

    • 著者名/発表者名
      堀部 陽一、渡邉 謙、野元 将志、井上 靖秀、小山 泰正
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Characteristic diffuse scattering in Cu- substituted bilayer ferrite YbFeCuO42018

    • 著者名/発表者名
      Hyun-Joo Woo, Takanori Kiguchi, Toyohiko Konno, Shigeo Mori, Yoichi Horibe
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第74回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スピネル型マンガン酸化物におけるナノ組織変化2018

    • 著者名/発表者名
      石松雅史, 田吹遥, 堀部陽一
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第74回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Topological domain structure in transition metal oxides2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ninokata, Y. Horibe
    • 学会等名
      平成30年度日本金属学会・日本鉄鋼協会・日本軽金属学会九州支部合同講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen Effect on Microstructures in Austenitic Stainless Steels2018

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Moritani, Yoichi Horibe, Kazuhisa Matsumoto, Masaharu Hatano
    • 学会等名
      平成30年度日本金属学会・日本鉄鋼協会・日本軽金属学会九州支部合同講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Characteristic diffuse scattering in Cu- substituted bilayer ferrite YbFeCuO42018

    • 著者名/発表者名
      Hyun-Joo Woo, Takanori Kiguchi, Toyohiko Konno, Shigeo Mori, Yoichi Horibe
    • 学会等名
      平成30年度日本金属学会・日本鉄鋼協会・日本軽金属学会九州支部合同講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スピネル型マンガン酸化物におけるナノ組織の特徴2018

    • 著者名/発表者名
      石松 雅史, 田吹 遥, 堀部 陽一
    • 学会等名
      平成30年度日本金属学会・日本鉄鋼協会・日本軽金属学会九州支部合同講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スピネル型マンガン酸化物ZnMnGaO4におけるナノ組織変化2018

    • 著者名/発表者名
      石松雅史、田吹遥 堀部陽一,
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ペロブスカイトスラブ型酸化物Sr2Ta2O7の室温における結晶学的特徴2017

    • 著者名/発表者名
      二ノ方智裕, 堀部陽一
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 置換型ビスマスフェライトBi1-xNdxFeO3の反強誘電相における超構造2017

    • 著者名/発表者名
      堀部陽一, 渡辺謙, 木口賢紀, 今野豊彦, 野元将志, 井上靖秀, 小山泰正
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第73回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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