マルチフェロイック物質の強誘電相における原子核密度と電子密度の可視化

• 研究課題/領域番号: 24340064
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 木村 宏之 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50312658)
• 連携研究者: 野田 幸男 東北大学, 多元物質科学研究所, 名誉教授 (80127274) ; 鬼柳 亮嗣 日本原子力機構, J-PARCセンター, 研究員 (50521770) ; 坂倉 輝俊 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (30611785)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
• キーワード: 磁気誘起強誘電性 / 精密構造解析 / 中性子・放射光 / 強誘電変位 / マルチフェロイック

研究成果の概要

マルチフェロイック物質RMn2O5 (R=希土類) の中性子・放射光回折実験により，強誘電相の結晶構造および磁気構造を明らかにした．測定試料からの回折強度を極めて高精度に計測する手法を開発し，放射光実験に応用した結果，これまで明らかになっていなかった，この物質系の強誘電相の結晶対称性を初めて明らかにした．また，共鳴X線磁気散乱実験により，SmMn2O5のSmとMn磁性原子が担う磁気構造を世界で初めて明らかにし，新しい磁気秩序誘起強誘電性の存在を示唆する結果を得た．

研究成果

• [雑誌論文] Polarized neutron spectrometer for inelastic experiments at J-PARC - Status of POLANO Project (2015)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Yokoo, Kenji Ohoyama, Shinichi Itoh, Kazuaki Iwasa, Naokatsu Kaneko, Junichi Suzuki, Manabu Ohkawara, Kazuya Aizawa, Seiji Tasaki, Takashi Ino, Kaoru Taketani, Shigeru Ishimoto, Masayasu Takeda, Takayuki Oku, Hiroshi Kira, Kouichi Hayashi, Hiroyuki Kimura, and Taku J. Sato
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 83 ページ: 03018-03018
  • DOI: 10.1051/epjconf/20158303018
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Construction of Polarized Inelastic Neutron Spectrometer in J-PARC (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, J. Suzuki, M. Nanbu, N. Kaneko, K. Iwasa, T. J. Sato, H. Kimura and M. Ohkawara
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Series 巻: 502 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1088/1742-6596/502/1/012046
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Role of magnetic chirality in polarization flip upon a commensurate-incommensurate magnetic phase transition in YMn2O5 (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Wakimoto, H. Kimura, Y. Sakamoto, M. Fukunaga, Y. Noda, M. Takeda, and K. Kakurai
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 88
  • 査読あり
• [雑誌論文] 単結晶による中性子構造物性研究の実際 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野田幸男,木村宏之,李彰熙
  • 雑誌名: 日本中性子科学会誌波紋 巻: 23 ページ: 238-244
  • NAID: 130007510532
  • 査読あり
• [雑誌論文] マルチフェロイック物質と磁気秩序誘起強誘電性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野田幸男,木村宏之
  • 雑誌名: セラミックス 巻: 48 ページ: 491-496
  • 査読あり
• [雑誌論文] Negative magnetostrictive magnetoelectric coupling of BiFeO3 (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Lee, M. T. Fernandez-Diaz, H. Kimura, Y. Noda, D. T. Adroja, S. Lee, J. Park, V. Kiryukhin, S.-W. Cheong, M. Mostovoy, and J.-G. Park
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 88
  • 査読あり
• [学会発表] 価電子一個の空間分布を捉える単結晶X線回折法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊，中野隆裕，木村宏之，石川喜久，野田幸男，岸本俊二，田中清明，竹中康之，十倉好紀，宮坂茂樹
  • 学会等名: H26年度アライアンス成果報告会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2015-04-21
• [学会発表] 共鳴・非共鳴X線磁気散乱によるマルチフェロイック物質SmMn2O5の磁気秩序観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石井祐太，御手洗誠，坂倉輝俊，堀尾哲，野田幸男，木村宏之，本田孝志，中尾裕則，村上洋一
  • 学会等名: 第70回日本物理学会年会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] X線回折法のための多電子系波動関数解析ソフトウェアの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊，中野隆裕，木村宏之，石川喜久，野田幸男，岸本俊二，十倉好紀，宮坂茂樹
  • 学会等名: 第70回日本物理学会年会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] 電子ドープ型超伝導体Pr1.4La0.6CuO4+δの還元前後での構造変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 御手洗誠，坂倉輝俊，木村宏之，堤健之，藤田全基，鬼柳亮嗣，岸本俊二
  • 学会等名: 第70回日本物理学会年会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] T’構造銅酸化物Pr1.4La0.6CuO4の磁気形状因子に対するアニール効果の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堤健之，藤田全基，佐藤研太朗，木村宏之，鬼柳亮嗣
  • 学会等名: 第3回物構研サイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] 超精密単結晶構造解析による銅酸化物高温超伝導体の結晶構造解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村宏之，坂倉輝俊，御手洗誠
  • 学会等名: 附置研究所間アライアンス 「次世代エレクトロニクス」グループ(G1)分科会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-03-06
• [学会発表] 波動関数2乗の空間分布測定技術の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊，中野隆裕，木村宏之，石川喜久，野田幸男，十倉好紀，宮坂茂樹，田中清明，竹中康之，岸本俊二
  • 学会等名: 日本放射光学会第28回年会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2015-01-10
  • 招待講演
• [学会発表] Observation of magnetic order in Multiferroic SmMn2O5 studied by resonant-and non-resonant X-ray magnetic scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishii, M. Mitarashi, T. Sakakura, S. Horio, Y. Noda, H. Kimura, T. Honda, H. Nakao, and Y. Murakami
  • 学会等名: 14th Korea-Japan Meeting on Neutron Science
  • 発表場所: Ibataki
  • 年月日: 2015-01-08
• [学会発表] Development of wave-function-based refinement software for single crystal X-ray diffraction (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Sakakura, T. Nakano, H. Kimura, Y. Ishikawa, Y. Noda, Y. Tokura, S. Miyasaka, K. Tanaka, Y. Takenaka, and S. Kishimoto
  • 学会等名: 14th Korea-Japan Meeting on Neutron Science
  • 発表場所: Ibaraki
  • 年月日: 2015-01-08
  • 招待講演
• [学会発表] 単結晶 XRD 法のための d,f 電子系解析ソフトウェアの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊，木村宏之
  • 学会等名: 日本結晶学会平成26年度年会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] Neutron diffraction study of magnetism and ferroelectricityin RMn2O5 (R = rare-earth, Bi, Y) multiferroics (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura
  • 学会等名: 12th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity
  • 発表場所: Riga, Latvia
  • 年月日: 2014-09-29
  • 招待講演
• [学会発表] Ferroelectric and Electronic Property of RFe2O4 (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Ikeda, T. Nagata, M. Fukunaga, T. Kambe, J. Kano, H. Kimura, P.-E. Janolin, J.-M. Kiat
  • 学会等名: 12th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity
  • 発表場所: Riga, Latvia
  • 年月日: 2014-09-29
  • 招待講演
• [学会発表] Progress on POLANO Spectrometer for Polarized Neutron Experiment (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, K. Iwasa, N. Kaneko, M. Ohkawara, S. Tasaki, T. Ino, K. Taketani, S. Ishimoto, K. Aizawa, J. Suzuki, M. Nanbu, M. Takeda, T. Oku, K. Hayashi, H. Kimura, T. J. Sato
  • 学会等名: International Collaboration on Advanced Neutron Sources XXI
  • 発表場所: Mito
  • 年月日: 2014-09-29
• [学会発表] Recent Progress on New Polarized Neutron Spectrometer POLANO (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, K. Iwasa, N. Kaneko, M. Okawara, S. Tasaki, T. Ino, K. Taketani, S. Ishimoto, K. Aizawa, J. Suzuki, M. Nanbu, M. Takeda, T. Oku, K. Hayashi, H. Kimura and T. J. Sato
  • 学会等名: Polarised Neutrons for Condensed Matter Investigations (PNCMI) 2014
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 2014-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] Polarisation Analysis Neutron Spectrometer, POLANO, at J-PARC (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ohoyamaa, T. Yokooc, S. Itoh, K. Iwasa, M. Ohkawara, N. Kaneko, M. Nanbu, H. Hayashida, T. Ino, T. Oku, H. Kira, S. Tasaki, M. Takedad, K. Hayashi, H. Kimura and T. J. Sato
  • 学会等名: Polarised Neutrons for Condensed Matter Investigations (PNCMI) 2014
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 2014-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] 単結晶X線回折による波動関数結合係数決定法の開発と応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊，中野隆裕，木村宏之，野田幸男，石川喜久，十倉好紀，宮坂茂樹
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] 中性子散乱によるマルチフェロイック物質YMn4+(Mn1-xGax)3+O5の磁気励起の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 泉谷義寿，石井祐太，古川圭作，野田幸男，木村宏之，脇本秀一，池内和彦，中島健次，梶本亮一
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Importance of multiple diffraction avoidance for charge density observation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sakakura, T. Nakano, H. Kimura, Y. Noda, Y. Ishikawa, Y. Takenaka, K. Tanaka, S. Kishimoto, Y. Tokura, S. Miyasaka
  • 学会等名: The 23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr 2014)
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-08-04
  • 招待講演
• [学会発表] Neutron diffraction study of magnetic structure in multiferroics under pressure (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, S. Fujiyama, J. Lin, M. Fukunaga, Y. Noda, H. Hiraka, S.-A. Kim, C.-H. Lee
  • 学会等名: The 23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr 2014)
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-08-04
  • 招待講演
• [学会発表] 中性子・放射光X線の相補利用による磁性体・誘電体の構造物性研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村宏之
  • 学会等名: 誘電体セミナー・物性談話会
  • 発表場所: 名工大
  • 年月日: 2014-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] Neutron Diffraction Analysis of Dehydrated State of Disodium Inosine 5′-monophosphate Hydrate (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yamamura, T. Moyoshi, T. Hanashima, T. Ohhara, H. Kimura, Y. Noda, and Y. Sugawara
  • 学会等名: J-PARC symposium 2014
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2014-07-02
• [学会発表] Neutron diffraction study of multiferroic 153EuMn2O5 using FONDER and FCD (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, S. Fujiyama, J. Lin, M. Fukunaga, Y. Noda, In.-H. Oh, S.-A. Kim, and C.-H.Lee
  • 学会等名: 13th Japan-Korea Meeting on Neutron Science
  • 発表場所: Buyeo, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] JRR-3MとHANAROを利用したマルチフェロイック物質の中性子散乱研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村宏之
  • 学会等名: 物性研短期研究会「海外施設を舞台とした中性子散乱共同利用研究」
  • 発表場所: 柏市
  • 招待講演
• [学会発表] 単結晶X線回折を用いた3d遷移金属における波動関数結合系数決定法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊，木村宏之
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 放射光と中性子を用いた過剰ドープLSCOの磁気励起の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 脇本秀一，石井賢司，木村宏之，藤田全基，梶本亮一，池内和彦，G. E. Granroth，G. Ghiringhelli，L. Braicovich
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 層状希土類鉄酸化物YbFe2O4の電気分極 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永田知子，福永守，横田紘子，近藤豪，木村宏之，野田幸男，長谷川奈保，武貞正樹，小野寺彰，狩野旬，神戸高志， Benoit Roman，Pierre-Eymeric Janolin，Jean-Michel Kiat，池田直
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] Magnetism and ferroelectricity in multiferroic Tm1-xYbxMn2O5 single crystals (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, K. Yamazaki, T. Nakano, M. Fukunaga, Y. Noda, T. Ishigaki, and I.-H. Oh
  • 学会等名: International Conference on Neutron Scattering
  • 発表場所: Edinburgh, United Kingdom
• [学会発表] Ferroelectric displacement of multiferroic YMn2O5 studied by synchrotron X- ray diffraction (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, T. Nakano, T. Sakakura, Y. Noda, A. Nakao, Y. Takenaka, S. Kishimoto, H. Nakao, and Y. Murakami
  • 学会等名: 13th International Meeting on Ferroelectricity
  • 発表場所: Krakow, Poland
• [学会発表] Synchrotron X-ray diffraction study for direct observation of orbital order in YTiO3 and YVO3 (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sakakura, Y. Ishikawa, T. Nakano, H. Kimua, Y. Noda, Y. Tokura, and S. Miyasaka
  • 学会等名: Light and Particle Beams in Materials Science
  • 発表場所: Tsukuba
• [学会発表] 中性子・X線・放射光の相補利用によるマルチフェロイック物質の構造物性研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村宏之
  • 学会等名: 第9回 CROSSroads workshop「超伝導，磁性とフラストレーション」
  • 発表場所: 茨城県東海村
  • 招待講演
• [学会発表] マルチフェロイック物質153EuMn205の強誘電相と非強誘電相の磁気構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村宏之
  • 学会等名: 日本中性子科学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-12-10
• [学会発表] Relation between ferroelectricity and magnetic structure in multiferroic EuMn205 (2012)
  • 著者名/発表者名: H、Kimura
  • 学会等名: AsCA12/CRYSTAL28
  • 発表場所: Adelaide, Austraria
  • 年月日: 2012-12-04
• [学会発表] 混晶系マルチフェロイクス(1-x)BiFe03-xPbTi03 の結晶構造と相図 (2012)
  • 著者名/発表者名: 萩谷聡
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] マルチフェロイック YMn205 のスピン波観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村宏之
  • 学会等名: JAEA-CROSS プロジェクト研究 研究会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] 放射光単結晶X線回折法によるYTi03の軌道秩序の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 混晶系マルチフェロイクス(1-x)BiFe03-xPbTi03 の誘電性と結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 萩谷聡
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Pressure-induced magnetic and ferroelectric phase transitions in Multiferroic EuMn205 (2012)
  • 著者名/発表者名: H、Kimura
  • 学会等名: The 9th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics
  • 発表場所: Ulsan, Korea
  • 年月日: 2012-08-08
• [学会発表] Orbital Order in YTi03 Observed by Super Accurate Synchrotron X-ray Diffraction (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sakakura
  • 学会等名: The 9th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics
  • 発表場所: Ulsan, Korea
  • 年月日: 2012-08-08