| 研究領域 | 特異構造の結晶科学：完全性と不完全性の協奏で拓く新機能エレクトロニクス |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
19H04535
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
理工系
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
田畑 仁 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00263319)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
|
| 配分額 *注記 |
8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
|
|---|
| キーワード | 傾斜歪構造 / スピン / 双極子 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
機能性酸化物の多彩な物性とイオン結合の高い結晶歪許容性を生かし、第１期で検証したStrain-gradient（傾斜歪）特異構造が引き起こす、Flexsoelectrisity による双極子とスピン結合による新規マルチフェロ物質創成をさらに推し進める。特に原子レベルでの特異構造制御を実現するため、結晶学的に空間反転対称性を破った“非対称人工格子”による、双極子ゆらぎ（リラクサー物性）誘起の新規磁気誘電体創成を狙う。
|
| 研究実績の概要 |
(1) 非対称人工格子による傾角スピン制御によるエレクトロマグノン誘起
傾角スピン制御による歪勾配誘起のスピン・フォノン結合型マグノン（エレクトロマグノン）発現を試みた。鉄ガーネットR3Fe5O12において、イオン半径の異なる3種類の鉄ガーネットを利用して、A層：Ho3Fe5O12(ミスマッチ0%)、B層：Sm3Fe5O12(+1%)、C層：La3Fe5O12(+2%)を逐次積層した人工格子：A-B-C-A-B-C・・と積層した三色結晶-非対称人工格子を作製し、空間反転対称性を人工的に破る実験を行った。また、A-B-C-C-B-C・・と、構成元素が共通で空間反転対称性を保持した対称人工格子との比較も行った。非対称結晶構造によって、面直方向に撓電性自発分極が形成される。この時空間的にイオン間距離は中心対称的でなくなり、4面体・8面体サイト間に形成されている超交換相互作用による反強磁性的結合は、傾角を持つことになる。このような磁気誘電カップリングに由来する歪誘起スピン傾角構造：Spin Flexoelectricityを目指した。
(2)局所的元素置換による３次元的特異構造制御と新規物性創出
人工格子おける2次系制御に加えて、3次元系制御を目指して部分的元素置換による局所格子歪制御とそれによるフォノン物性制御を目指した。イオン結合性が強く、異元素置換の許容度の大きな機能性酸化物においては、非平衡結晶成長により局所的に大きな格子歪を印加されることが期待できた。様々なイオン半径および電荷イオンを組み合わせることで、フォノンがソフト化し、格子不安定性を誘起することで特異物性創出（スピングラス等の揺らぎ物性発現）が期待できた。極性をもつ点群の4mmやmm2といった点群を設計することが可能であり、磁化によって発生する分極成分や、点欠陥を中心とした分極成分に関する研究も行った。また格子歪によってΓ点以外の禁制フォノンが発生する研究を行った。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
