• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

『無機ソフトマター』における格子ダイナミクスの物理パラメータ測定

研究課題

研究課題/領域番号 21K18599
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分13:物性物理学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

片山 尚幸  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50623758)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
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)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード格子ダイナミクス / 放射光X線 / 構造解析 / 量体化 / ダイナミクス / EXAFS / 短距離秩序 / 局所構造解析
研究開始時の研究の概要

二次元三角格子系LiVS2では、低温でバナジウムが自己組織化的に凝集し『三量体化』を生じる。高温では三量体は消失するが、代わりにバナジウムは有限の相関長を持つジグザグ鎖の秩序を局所的に形成し、秒のスケールで配向を変えながら揺らいで現れるダイナミクスを示すことが明らかになった。これは、ソフトマターの一種である柔粘性結晶に分類される状態である。本研究では、LiVS2の大型単結晶試料に対してX線吸収分光測定を利用した独自アイデアに基づく時分割測定法を適用し、ダイナミクスに係る諸物理量(相関長・タイムスケール・温度依存性)を明らかにする。

研究成果の概要

無機ソフトマターの性質を持つバナジウムカルコゲナイドの格子ダイナミクスを、偏向X線を利用した時間分解EXAFS測定で捉えることを目的としてSPring-8 BL36XUにおける実験を行った。実験の結果、およそ0.6秒周期でスペクトルに変化が現れていることを突き止めた。これは期待する格子ダイナミクスを捉えているようにも思えるが、予想に反してスペクトルの変化が周期的に現れていること、得られたスペクトルに温度依存性が見られないこと、などの特徴が現れており、これは予想には反する結果であった。現在は解析を進めており、今後はこの特徴が本質であることを明らかにし、論文投稿に向けて準備を進めたい。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ソフトマター材料研究の主役は有機材料であり、遷移金属を主体とした無機材料はソフトマター物理の舞台としては捉えられてこなかった。本研究は、ソフトマター材料の物質的幅を広げ、従来材料とは一線を画する新たな機能性材料を提供するという意義がある。そもそも、対象となる適当な物質系がないことから、こうした無機ソフトマターのダイナミクスを捉える確立した実験手法は存在せず、今回の実験では放射光X線を用いた独自手法を考案し、実験実施している。得られたスペクトルの解析は現時点で途中ではあるものの、手法そのものの有効性・妥当性は示すことに成功し、同種実験を利用した新材料開発の道筋をつけることができた。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Virginia(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Short-range order and increased transition temperature in LiVO2 with weakened trimer frustration2023

    • 著者名/発表者名
      Kojima K.、Katayama N.、Matsuda Y.、Shiomi M.、Ishii R.、Sawa H.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.107.l020101

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge-ordered state satisfying the Anderson condition in LiRh2O4 arising from local dimer order2022

    • 著者名/発表者名
      Shiomi M.、Kojima K.、Katayama N.、Maeda S.、Schneeloch J. A.、Yamamoto S.、Sugimoto K.、Ohta Y.、Louca D.、Okamoto Y.、Sawa H.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 号: 4 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physrevb.105.l041103

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Vanadium trimerization and preliminarily appearing zigzag chain dynamics in vanadium chalcogenides with two-dimensional triangular lattice2023

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Katayama
    • 学会等名
      Electronic correlation and lattice anomaly in exotic transition-metal compounds: Multiorbital Mott/Slater phases and orbitally-induced excitonic/CDW phases
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 幾何学的フラストレーション系物質における量体化と短距離秩序の発達2022

    • 著者名/発表者名
      片山尚幸
    • 学会等名
      ISSP ワークショップ 高圧セミナー “最近の話題から”
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 混合原子価スピネル酸化物LiRh2O4における構造物性研究2021

    • 著者名/発表者名
      塩見学, 小島慶太, 片山尚幸, 前田秦, J.A.Schneeloch, D.Louca, 岡本佳比古, 澤博
    • 学会等名
      第10回 名古屋大学シンクロトロン光センターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導スピネル化合物CuRh2S4における圧力誘起構造相転移2021

    • 著者名/発表者名
      塩見学, 小島慶太, 平尾直久, 片山尚幸, 澤博
    • 学会等名
      第77回日本物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状LiVSe2の高圧下で発達するジグザグ鎖秩序2021

    • 著者名/発表者名
      小島慶太、磯田龍也、塩見学、片山尚幸、澤博
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状LiVO2におけるLiイオンサイトの乱れに起因する三量体ガラス状態の局所的結晶化2021

    • 著者名/発表者名
      小島慶太、松田悠大、塩見学、片山尚幸、澤博
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的短距離秩序を有すLiVS2の放射光X線構造研究2021

    • 著者名/発表者名
      小島慶太、片山尚幸、田渕雅夫、澤博
    • 学会等名
      第10回 名古屋大学シンクロトロン光センターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射光X線回折による直線型三量体をもつTaTe2の局所構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      松田悠大、小島慶太、片山尚幸、澤博
    • 学会等名
      第77回日本物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射光X線非弾性散乱を用いたFeV2O4の低温相におけるフォノン分散の観測2021

    • 著者名/発表者名
      萬條太駿、鬼頭俊介、片山尚幸、中村真一、勝藤拓郎、新居陽一、有馬孝尚、長谷川巧、石川大介、Alfred Q. R. Baron、澤博
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 新しい超伝導体を求めて2021

    • 著者名/発表者名
      片山尚幸
    • 学会等名
      日本物理学会名古屋支部 公開講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 幾何学的フラストレーション系物質における量体化と短距離秩序の発達2021

    • 著者名/発表者名
      片山尚幸
    • 学会等名
      ISSP ワークショップ 高圧セミナー “最近の話題から”
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://www.mcr.nuap.nagoya-u.ac.jp/profile_katayama.html?msclkid=f9dfc869c9b711eca334f6793af3fd08

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi