| 研究領域 | 機能コアの材料科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05176
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
森川 大輔 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (10632416)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 収束電子回折 / ナノ電子プローブ / 分極ナノドメイン / 電場印加その場観察 / 電子密度分布解析 / 電圧印可その場観察 / 局所構造解析 / 界面・ナノドメイン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，まず結晶性の変化に敏感な収束電子回折法を用いた定量的な透過型電子顕微鏡試料の結晶性評価手法を開発し，ダメージレスなフォーカスイオンビーム試料作製法を確立する．つづいて電圧印可その場観察により，バルクとは異なる物性を示す機能コアのうち，特に強誘電体のドメイン境界における電場応答を，電子密度分布解析から明らかにする．
ナノ電子プローブを用いた局所領域の解析により，機能コア近傍の解析が可能となる．本手法は，機能コアの外場応答を，電子密度分布レベルで議論ができる初めての手法であり，イオン分極と電子分極の関連を直接明らかにすることを目指す．
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ナノ電子プローブを用いた収束電子回折法により、界面やドメイン境界等の機能コアにおける結晶構造解析および電子密度分布解析を目指した。
これまでに電場印加その場観察実験に不可欠な集束イオンビーム加工によるTEM試料作製のための条件構築や、そのTEM試料の品質の定量評価を行った。また、機能コアの例として、界面誘起による分極構造の発現を、ナノメータスケールの微小領域の解析から明らかにした。
広く応用されている強誘電体であるBaTiO3において，近年最低温相の菱面体構造が室温以上まで存在していることが報告された．本研究では，上述の技術を用い、分極ナノドメインの電場応答を明らかにすることに成功した．メゾスコピックな分極ドメインの反転に加えて，ナノドメイン分布の変化によると考えられる応答が観察されており，電場印加下においても不均一が存在していることが明らかになった。また、実験を再現しうるモデルとして、菱面体晶の分極ナノドメインの分布が、電場印加によって偏りを生じているモデルを提案し、実験をよく再現することに成功した。
また、局所領域の電子密度分布解析の高精度化のための指針を示した。解析において晶帯軸入射のデータを用いた場合と、特定の反射を励起した傾斜条件のデータを用いた場合の解析の差異を明らかにし、パラメータ精密化における精度と、パラメータ変化に対する感度の関係性を初めて明らかにした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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