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原子分解能での電子軌道分離状態解析法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25886008
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関京都大学

研究代表者

治田 充貴  京都大学, 化学研究所, 助教 (00711574)

研究期間 (年度) 2013-08-30 – 2015-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2014年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード電子顕微鏡 / 電子エネルギー損失分光法 / 局所状態解析
研究概要

本研究は球面収差補正器付き走査型透過電子顕微鏡(Cs-corrected STEM)と電子エネルギー損失分光法(EELS)を用いることで、実験的に結晶中の個々の原子の電子状態を空間分解能は原子分解能で電子軌道を分離して抽出することを目的とした研究である。
研究ではペロブスカイト型酸化物であるSrTiO3結晶の酸素原子の電子状態について、実験データに対して理論処理を施すことで、原子分解能で電子線の入射方向に対して垂直方向の電子軌道成分を抽出することができた。これにより構造が既知の単結晶材料であれば理論計算を組み合わせることで電子軌道の異方性が検出できうることを実証したことになるが、一方で、実験rawデータでこれら異方性を検出することが困難であった。
そこで特定方向に散乱された電子だけを取り込むスリットを装備した電子顕微鏡を使用することで実験を行ったが、実験的に優位な差を得ることが出来なかった。これはスリットが装備された電子顕微鏡の空間分解能にも依存している為、最新の顕微鏡による追試が必要になってくると考えている。
電子軌道の異方性の検出はX吸収分光(XAS)やEELSでは古くからされている手法であるが、これを空間分解能が原子分解能にまで発展させることは材料研究において重要な測定技術である。

現在までの達成度 (区分)
理由

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Detecting the direction of oxygen bonding in SrTiO32013

    • 著者名/発表者名
      M. J. Neish, N. R. Lugg, S. D. Findlay, M. Haruta, K. Kimoto, and L. J. Allen
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 88 号: 11 ページ: 115120-115120

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.115120

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomic resolution chemical bond analysis of oxygen in La2CuO42013

    • 著者名/発表者名
      M. Haruta, T. Nagai, N. R. Lugg, M. J. Neish, S. D. Findlay, M. Nagao, K. Kurashima, L. J. Allen, T. Mizoguchi, and K. Kimoto
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 114 号: 8 ページ: 83712-83712

    • DOI

      10.1063/1.4819397

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 金属酸化物における酸素の電子状態マッピング2014

    • 著者名/発表者名
      治田充貴、長井拓郎、倉嶋敬次、島川祐一、倉田 博基、木本浩司
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属酸化物における酸素の電子状態マッピング2013

    • 著者名/発表者名
      治田充貴、長井拓郎、倉嶋敬次、島川祐一、倉田 博基、木本浩司
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 遷移金属酸化物における酸素原子の電子状態マッピング2013

    • 著者名/発表者名
      治田充貴
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会・関西支部「若手の会」設立記念講演会
    • 発表場所
      KKRホテルびわこ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-09-12   更新日: 2019-07-29  

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