公募研究
学術変革領域研究(A)
水素などの軽元素は機能性材料において重要な役割を果たす。本研究では、本変革領域の研究対象である「ドーパント誘起超秩序構造」での軽元素挙動を観測し、その役割の解明を目指す。そのため、軽元素に高い感度をもつ中性子ホログラフィー装置の高分解能化を行う。すなわち、高分解能検出器５本を用いて多検出器計測系を構築し、高検出効率かつ高分解能を実現する。これにより観測対象物質を大幅に拡大することができる。本研究は世界的にも申請者のみが実現可能であり、本変革研究の柱である蛍光X線ホログラフィーでは困難な領域を担うことで超秩序構造科学を加速できる。
水素などの軽元素は機能性材料において重要な役割を果たす。本研究では、本変革領域の研究対象である「ドーパント誘起超秩序構造」での軽元素挙動を観測し、その役割の解明を目指す。そのため、軽元素に高い感度をもつ中性子ホログラフィーで、これまでの課題であった高分解能化を行う。すなわち、準備済みの高分解能検出器を用いて多検出器計測系を構築し、高検出効率での9倍の高分解能を実現する。これにより観測可能なドーパントを大幅に拡大し、合金系などを観測する。本研究は世界的にも申請者のみが実現可能であり、本変革研究の柱である蛍光X線ホログラフィーでは困難な領域を担うことで超秩序構造科学を加速できるうえ、本変革領域が目指す「世界拠点形成」と「日本のプレゼンス向上」に貢献できる。2021年度には申請書の計画項目１に示した多検出器系構築を行い、すでにもつ検出系と合わせ7本の検出系を構築することができた。かつ、ガンマ線遮蔽もシミュレーションを用いて合理的に最適化し、ノイズの低減に成功した。この試験機を作成し性能評価したところ、たしかに信頼性が向上することが確認できた。2022年度にはこの多検出器系を用いてPdおよびPdHx単結晶でのホログラフィーに挑戦し、Pd像を得ることに成功した。これにより当計画の重要な狙いである金属中の水素の観測が十分実現可能であることを示すことができた。またFeCo合金でのホログラフィー実験を行い、磁気的な原子像の可視化が実現可能であるデータを得ることができた。これらの結果から目標はおおむね達成されたと評価している。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2022 2021 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)
日本物理学会誌
巻: 77 号: 6 ページ: 379-386
10.11316/butsuri.77.6_379
Appl. Phys. Lett.
巻: 120 号: 13 ページ: 132101-132101
10.1063/5.0080895
日本結晶学会誌
巻: 64 ページ: 178-181
