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原子相関が生み出す局所構造歪みから探る構造・磁性相転移の本質

研究課題

研究課題/領域番号 20K05295
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分29010:応用物性関連
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) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードXAFS / 相転移 / 磁性合金 / 超伝導体 / 誘電体 / 原子相関
研究開始時の研究の概要

構造相転移と磁性相転移の協奏現象はマルチフェロイクス機構を考える上で重要であり、 関連物質の構造はこれまでX線や中性子線などの回折法を用いて主に平均構造から研究され てきた。一方、平均構造として立方相となる系でも局所的な歪みが存在する例が見つかり、 これまでの結果との不整合が未解決問題として現れた。本研究ではペロブスカイト型チタン 酸化物(強誘電体)およびFeRh系合金(強磁性体)を対象物質とし、構造相転移やそれに付 随した磁性相転移に対し、より局所的な見地から歪みの存在を明らかにしその原因を探る。

研究実績の概要

FeRhPd合金の相転移について、ロシアのモスクワ大学との共同研究を進めてきた。Pdのドープによって結晶格子が膨張したことにより、磁気転移温度の低下との 関連性が示唆され、より詳しい解析と議論を行った。この結果を、2023年7月のナノ材料の国際会議で発表した。
本課題と関連して、最近注目されている鉄系超伝導体の一種であるFeTeSe超伝導体の相転移についても同様なメカニズムで相転移が進んでいるのではないかという発想のもと、高エネルギー加速機研究機構の放射光実験施設でFe-K端、およびSe-K端のXAFS測定を行った。20Kから300Kまでの温度範囲で測定を行い、現在解析中である。
さらに、本研究と関連するXAFSによるナノ粒子の構造と相転移に関する研究を同じく高エネルギー加速器研究機構の放射光実験施設で推進し、富山大学との共同研究として遂行した。カーボンナノチューブ(CNT)に内包されたカルコゲン元素(S)の構造を解析した。その結果は論文として発表予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

コロナ感染拡大のためにRMCに関するラトビア大学との共同研究にやや遅れが生じているが、そのほか、FeRhPdのXAFS解析についてや、新たにFeSeTe関する局所歪の解析は順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

今後は、引き続き放射光を用いたXAFS測定実験を行い、実験データを解析するとともに、リバースモンテカルロ法や多重散乱法を用いた理論解析を行う予定であ る。
また、現在執筆中の論文を仕上げるとともに、国際会議での発表を行う。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 7件、 査読あり 11件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] モスクワ大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ラトビア大学(ラトビア)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Sungkyunkwan大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ベトナム科学大学(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] モスクワ大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ラトビア大学(ラトビア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Sungkyunkwan大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ベトナム科学大学(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] モスクワ大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ラトビア大学(ラトビア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 忠北大学校(韓国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] モスクワ大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Influence of aluminum diffusion on MgB2 films grown by hybrid physical chemical vapor deposition using amorphous aluminum buffers2024

    • 著者名/発表者名
      T. Le, D.T. Tran, H.G. Lee, W.S. Choi, J.Hwang, W-N. Kang, T. Park, T. Miyanaga, J-Y. Yun, Y. Lee, J. Kim, P.N. Thao, D.H. Tran
    • 雑誌名

      Results in Physics

      巻: 58 ページ: 107447-107447

    • DOI

      10.1016/j.rinp.2024.107447

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structures of Se chains encapsulated in single-walled carbon nanotubes2024

    • 著者名/発表者名
      H. Ikemoto, T. Fujimori, T. Miyanaga, R. Kawaguchi, K. Urita, M. Tabuchi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Solid

      巻: 185 ページ: 111737-111737

    • DOI

      10.1016/j.jpcs.2023.111737

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of Fe-ion urradiation on MgB2 thin films: Structural, supperconducting, and optical properties2023

    • 著者名/発表者名
      D.T. Tran, T. Le, Y-S. Seo, D.H. Tran, T. Park, S-G. Jung, T. Miyanaga, C. Kim, S. Yeo, W.N. Kang, J. Hwang
    • 雑誌名

      J. Alloys and Compounds,

      巻: 968 ページ: 172144-172144

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2023.172144

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Sn-ion irradiation on local structure and flux pinning properties of MgB2 thin films2023

    • 著者名/発表者名
      T. Le, H.H. Pham, N.T. Nghia, N.H. Nam, T. Miyanaga, D.H. Tran, W.N. Kang
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 49 号: 2 ページ: 2715-2720

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2022.09.252

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Correlation between local structure variations and critical temperature of (Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O10+δ)1-x(TiO2)x superconductor2023

    • 著者名/発表者名
      A.T. Pham, L.H. Vu, D.T. Tran, N.D. Thien, W. Klysubun, T. Miyanaga, N.K. Man, N.T.T. Duong, N.T. Long, P.V. Pham, N.T. Binh, D.H. Tran
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 49 号: 7 ページ: 10506-10512

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2022.11.237

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Correlation between Tc and local structure of MgB2 with ZnO buffer layer: X-ray absorption fine structure study,2022

    • 著者名/発表者名
      R.P. Putra, Y.S. Lee, J.Y. Oh, L.M. Tien, W.N. Kang, T. Miyanaga, B. Kang
    • 雑誌名

      Physics B

      巻: 645 ページ: 4142341-5

    • DOI

      10.1016/j.physb.2022.414234

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Correlation between magnetic and crystal structural sublattices in palladium-doped FeRh alloys: Analysis of the metamagnetic phase transition driving forces2021

    • 著者名/発表者名
      A.S. Komlev, D.Y. Karpenkov, R.R. Gimaev, A. Chirkova, A. Akiyama, T. Miyanaga, M.F. Hupalo, D.J.M. Aguiar, A.M.G. Carvalho, M.J. Jimenez, G. Cabeza, V.I. Zverev, N.S. Perov
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 898 ページ: 1630921-11

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2021.163092

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strucutre study of the chalcogens and chalcogenides by X-ray absorption fine structure2021

    • 著者名/発表者名
      H.Ikemoto and T.Miyanaga
    • 雑誌名

      Z. Phys. Chem.

      巻: 235 ページ: 117-140

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Peculiarities of the phase transformation dynamics in bulk FeRh based alloys from magnetic and structural measurements2020

    • 著者名/発表者名
      V.I. Zverev, R.R. Gimaev,T. Miyanaga, A.A. Vaulin, A.F. Gubkinc, B.B. Kovalev, A.M. dos Santos, E. Lovell, L.F. Cohen, N.A. Zarkevich
    • 雑誌名

      J. Mag. Mag. Mater.

      巻: 522 ページ: 167560-167560

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structures of Isolated Tellurium Chains Encapsulated Inside Carbon Nanotube2020

    • 著者名/発表者名
      H. Ikemoto, T. Fujimori, T. Miyanaga, S.Kato, F. Iesari, and K. Urita,
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 124 ページ: 26043-26047

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local structure change of luminescent Ag zeolite-A and -X studied by in situ XAFS and IR spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      T. Miyanaga, Y. Suzuki, S. Narita and R. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Synchrotron Rad.

      巻: 27 号: 6 ページ: 1640-1647

    • DOI

      10.1107/s1600577520012540

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ag形ゼオライト蛍光体のフォトルミネッセンス発現時に現れる特異なAg 周辺局所構造2024

    • 著者名/発表者名
      目黒晴輝, 鳴海旬哉, 佐藤大和, 宮永崇史, 鈴木裕史
    • 学会等名
      2023年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] XANES計算によるMgB2薄膜の局所構造解析2024

    • 著者名/発表者名
      三浦隆太朗,宮永崇史, Duc H. Tran, Won Nam Kang, Tien Le
    • 学会等名
      2023年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライト蛍光体における フォトルミネッセンス発現時のAgイオンの挙動2023

    • 著者名/発表者名
      目黒晴輝, 鳴海旬哉, 佐藤大和, 宮永崇史, 鈴木裕史
    • 学会等名
      第26回XAFS討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] XANES計算によるMgB2薄膜の局所構造解析2023

    • 著者名/発表者名
      三浦隆太朗,宮永崇史, Duc H. Tran, Won Nam Kang, Tien Le
    • 学会等名
      第26回XAFS討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Structurer dynamics of functional materials studied by X-ray absorption fine structure2023

    • 著者名/発表者名
      T.Miyanaga
    • 学会等名
      Smart Materials 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ag 置換量の異なる Ag 形ゼオライト Y 型蛍光体の Ag 周辺構造の変化2022

    • 著者名/発表者名
      目黒晴輝 ,冨岡凌輔 、宮永崇史 、鈴木裕史
    • 学会等名
      第25回XAFS討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] XAFS 法による MgB2 薄膜の局所構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      高橋隼人,,宮永崇史, Duc H. Tran, Won Nam Kang, Tien Le
    • 学会等名
      第25回XAFS討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光XAFS法によるMgB2薄膜の局所構造2021

    • 著者名/発表者名
      高橋隼人,宮永崇史, Rico Putra Pratama, Byeongwon Kang
    • 学会等名
      第24回XAFS討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag形ゼオライト蛍光体の Agクラスター形成・崩壊過程における Ag周辺構造の時間変化2021

    • 著者名/発表者名
      沖田紗彩, 小野茉紘, 鈴木裕史, 宮永崇史
    • 学会等名
      第24回XAFS討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] Progress in Nanoscale and Low-Dimensional Materials and Devises-Properties, Synthesis, Characterization, Modeling and Applications2022

    • 著者名/発表者名
      T.Miyanaga and R.Masuda
    • 総ページ数
      938
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783030934606
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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