| 研究課題/領域番号 |
20K20912
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分14:プラズマ学およびその関連分野
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| 研究機関 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
鄭 旭光 佐賀大学, 理工学部, 教授 (40236063)
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| 研究分担者 |
山内 一宏 佐賀大学, 理工学部, 准教授 (60444395)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 応力発光 / ミュオンスピン緩和 / 発光過程の動的解析 / 強磁性 / ミュオニウム緩和 / ミュオニウム / 量子ビーム / 発光機構 / 原子スケール |
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| 研究開始時の研究の概要 |
弾性変形域でも強発光する応力発光材料等が数多く見出され、応力分布などの工学的に応用できることが示されている。しかし、応力発光性のメカニズムはまだ不明である。本研究は、発光中心と格子欠陥のダイナミックな連携相互作用過程の解明が応力発光の飛躍的展開の要であると捉え、アトミックスケールでの動的発光過程の研究を着想し、応力発光時に核磁気をもつ発光中心の希土類イオン、及び欠陥にトラップされた発光中心由来の電子両方の様子と相互作用の動的過程をミュオンスピン緩和を用いて検出・究明する。本研究は2種の代表的なSAOとLNO系列応力発光物質を用いて研究を遂行する。
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| 研究成果の概要 |
応力発光に潜むメカニズムは、今まで応用研究を中心に行われてきて、メカニズムの解明は、本格的な新学術領域展開のカギとなる。この現状を打破する実験手段として、ミュオンスピン緩和に着目した。本研究は核磁気をもつ発光中心の希土類イオン、及び欠陥にトラップされた発光中心由来の電子両方の様子と相互作用の動的過程を検出・究明できると着想し、ミュオンビームを使って初期実験を行った結果、ミュオンスピン緩和が応力発光性と強い相関があることを発見し、後続研究の指針を得た。さらに酸化物応力発光体の単結晶成長に成功し、同時に応力発光低次元結晶において新規強磁性を発見した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
応力発光物質は、低い力学刺激でも発光することから、バイオイメージング、応力分布可視化・破壊予知・亀裂診断など、人工骨から橋梁やタンクなどの巨大建造物の健全性診断まで適用でき、中高期に入った社会インフラ等の保守点検および安全・安心な社会を支える要素技術として強く期待されている。
しかし、今までの研究は応力発光の性能向上と材料開発を中心に行わってきており、これら画期的な応力発光性に潜むメカニズムは、実質上、現象的な考察しか行われていない。メカニズムの解明は、本格的な新学術領域展開のカギとなる。
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