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時間分解X線回折による電子多自由度系遷移金属酸化物の動的機能性発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K14347
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

深谷 亮  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特任助教 (30735072)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード光誘起相転移 / 強相関電子系 / 時間分解X線回折 / 超高速光科学 / コバルト酸化物 / 光物性 / 物性実験 / 磁性 / 超高速ダイナミクス
研究成果の概要

本研究では、ピコ秒放射光X線パルスとフェムト秒X線自由電子レーザーパルスを相補利用した時間分解X線回折法により、強相関電子系物質における過渡的な結晶構造や電子の秩序状態変化に付随した光誘起相転移過程を、フェムト秒からナノ秒にわたる時間スケールでの直接観測を実施した。フェムト秒―ピコ秒領域で生じる構造と電子秩序状態との協同的な相互作用が、ナノ秒領域で発現する巨視的な電子・構造相転移へと発展する過程において重要な役割を果たしていることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で実施した時間分解X線回折法は、従来の非平衡物質科学分野で不足していた構造や電子秩序状態変化の直接的な情報を、フェムト秒―ナノ秒領域にわたり実時間計測を可能にする極めてユニークな手法であり、先端的なX線パルス光源を利用して実施した本研究の学術的意義は極めて大きい。本研究を通して明らかとなった、強相関電子系が織りなす電子の内部自由度と格子との相関が、応用に向けた制御方法や新奇な光機能性を有する物質の探索及び創成に明確な指針を与えることになると期待される。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] Helmholtz-Zentrum Berlin/European XFEL(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 時間分解X線回折で観る強相関電子系遷移金属酸化物の電子―格子相関ダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      深谷亮
    • 学会等名
      第17回 SPring-8ユーザー協同体 顕微ナノ材料科学研究会、第14回 日本表面真空学会 放射光表面化学研究部会、第3回 日本表面真空学会 プローブ顕微鏡研究部会、合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間分解X線回折で観るLaCoO3薄膜の電子秩序-構造相関2019

    • 著者名/発表者名
      深谷亮
    • 学会等名
      第二回コバルト研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フェムト秒時間分解X線回折によるLaCoO3薄膜の電子―格子相関ダイナミクスの直接観測2019

    • 著者名/発表者名
      深谷亮、山崎裕一、中尾裕則、野澤俊介、田端千紘、Sunghee Lee、佐藤篤志、Romain Letrun、片山哲夫、大和田成起、富樫格、矢橋牧名、藤岡淳、十倉好紀、足立伸一
    • 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] Time-resolved X-ray diffraction study of perovskite cobalt oxides for detecting transient spin-orbital-lattice interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Fukaya
    • 学会等名
      Conference on Laser and Synchrotron Radiation Combination Experiment 2018 (LSC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 時間分解X線計測による過渡的な構造・電子状態の直接観測2018

    • 著者名/発表者名
      深谷亮
    • 学会等名
      岡山大学 ナノ材料シンポジウム「ナノ材料の合成・計測・新機能開拓」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間分解共鳴軟X線散乱によるLaCoO3薄膜の光誘起構造・軌道秩序ダイナミクスの観測2018

    • 著者名/発表者名
      深谷亮、山崎雄一、田端千紘、山本航平、横山優一、平田靖透、Nico Pontius、Christian Schussler-Langeheine, 中尾裕則、野澤俊介、足立純一、一柳光平、福本恵紀、藤岡淳、和達大樹、十倉好紀、足立伸一
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoinduced structural dynamics in LaCoO3 thin film studied by time-resolved x-ray diffraction2017

    • 著者名/発表者名
      R. Fukaya, Y. Yamasaki, H. Nakao, S. Nozawa, K. Ichiyanagi, J. Fujioka, Y. Tokura, S. Adachi
    • 学会等名
      6th International Conference on Photoinduced Phase Transitions (PIPT6)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間分解X線回折による光誘起相転移ダイナミクスの観測2017

    • 著者名/発表者名
      深谷亮
    • 学会等名
      日本放射光学会第9回若手研究会「最先端のパルス光で観る超高速科学」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ペロブスカイト型コバルト酸化物の光誘起スピン-軌道-構造ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      深谷亮
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会シンポジウム「スピンクロスオーバー現象研究の新展開」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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