| 研究課題/領域番号 |
20K05312
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 東北大学 (2022-2023)
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2020-2021) |
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研究代表者 |
岡部 博孝 東北大学, 金属材料研究所, 特任助教 (20406838)
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| 研究分担者 |
平石 雅俊 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 研究員 (80712653)
西村 昇一郎 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, 特別助教 (20836431)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | ミュオン / μSR / リラクサー / 磁気リラクサー / スピン揺らぎ / 水素 / マルチフェロイクス / 非定常 / マルチフェロイック |
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| 研究開始時の研究の概要 |
格子やスピンの時間揺らぎを計測する方法は多々あるが，リラクサー強誘電体のような多数のナノドメインからなる物質の性質を知るには未だ不十分である．このような不均質な系における局所的な電荷揺らぎを計測する方法として，ミュオンスピン回転緩和法（μSR）に着目した．μSRは電場に感度がない純粋な磁気測定法であるが，電荷とスピンの結合が強い系では，磁気モーメントを介して電荷揺らぎを検出できる可能性がある．本研究では，マルチフェロイック物質や磁性強誘電体を対象としてμSR実験を行い，本質的不均質系における電荷ダイナミクスの解明へとつながる局所電荷揺らぎの計測方法を開発する．
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| 研究成果の概要 |
リラクサー強誘電体中に存在する極性ナノ領域のダイナミクスの観測を目的として，ミュオンスピン回転緩和法（μSR法）を用いた局所電荷揺らぎの計測に関係する研究を行った．トランジェント（過渡状態・非定常）μSR法という新しい測定技術を開発し，反強磁性リラクサー強誘電体(1-x)BiFeO3-xBaTiO3の測定に適用した．本物質の測定を通して，鉄のスピンが示す磁気揺らぎと，それに共存するリラクサー内部の強誘電性ナノドメインの電荷揺らぎを観測することに成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
リラクサー強誘電体は理想的な圧電・誘電材料として様々な分野で利用されているが，この優れた特性の起源は未だ議論の最中にある．本研究では，リラクサーが持つ微小な不均質構造の時間揺らぎ（局所電荷揺らぎ）を観測する新しい手法を開発し，実際のリラクサー強誘電体(1-x)BiFeO3-xBaTiO3に適用することで，局所電荷揺らぎの観測に成功した．本研究成果はリラクサー強誘電体のみならず，ナノサイズの電荷ダイナミクスを利用した半導体エレクトロニクス分野にも革新をもたらすことが期待される．
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