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Advanced direct local structure determination of quasicrystals in physical space

公募研究

研究領域ハイパーマテリアル:補空間が創る新物質科学
研究課題/領域番号 22H04595
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
研究機関京都大学

研究代表者

STELLHORN JENSRUEDIGER  京都大学, 工学研究科, 特定研究員 (90868431)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードhypermaterial / atomic structure / X-ray holography / local structure / quasicrystal / micro-focus / Quasicrystals / Hypermaterials / Atomic structure / X-ray Holography / hypermaterials / synchrotron methods / local order / x-ray holography
研究開始時の研究の概要

The project contributes to understand complex atomic arrangements in hypermaterials using atomic resolution holography, in particular with low-temperature and nano-focus implementations. This will establish a new way to visualize aperiodic structures with a direct and element-selective approach.

研究実績の概要

This project was able to significantly widen the area of applicability of Atomic Resolution Holography (ARH) experiments for hypermaterials.
First experiments to test soft X-ray measurements were successfully conducted and show the feasibility for the detection of lighter elements, specifically Al, which is a significant building block in numerous hypermaterials. Moreover, micro-focus measurements were conducted with international collaboration at Japanese and European facilities, and were able to uncover a new phenomenon related to the ordering of icosahedral clusters within icosahedral quasicrystals and approximants.
The scientific results have been presented at various international conferences.
The results of this project open up the way for the investigation of the local atomic structure of other hypermaterials. The novel implementations developed in this project will also support investigations of other structurally complex systems, in particular those with large structural disorder. Furthermore, as a direct result of this project, it is also planned to evaluate how X-ray holography can complement the investigation of local disorder measured by Diffuse Scattering methods. The combination of both techniques may yield an accurate structural picture of the local atomic environment over several length scales from few atomic bonds (a few tenths of nm) to the nanoscale (a few dozen nm).

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Science and Engineering of Materials/and Processes/SIMAP(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Marburg University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Science and Engineering of Materials/and Processes/SIMAP(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Local Atomic Order in Hypermaterials and Hyperordered Structures2023

    • 著者名/発表者名
      Jens R. Stellhorn
    • 学会等名
      International Conference on Complex Orders in Condensed Matter:aperiodic order, local order, electronic order, hidden order (ICOCCM)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigating the local structure of icosahedral phases by Atomic Resolution Holography2023

    • 著者名/発表者名
      Jens R. Stellhorn
    • 学会等名
      IUCr conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of the Local Atomic Structure of Quasicrystals by Atomic Resolution Holography2023

    • 著者名/発表者名
      Jens R. Stellhorn
    • 学会等名
      International Conference on Quasicrystals, ICQ15
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unravelling disorder in aperiodic systems by diffuse scattering and atomic resolution holography2023

    • 著者名/発表者名
      Jens R. Stellhorn
    • 学会等名
      Quasicrystal meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Atomic Resolution Holography to Study the Local Structure in Quasicrystals2022

    • 著者名/発表者名
      Jens R. Stellhorn
    • 学会等名
      European Crystallographic Meeting, ECM33
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent progress of Atomic Resolution Holography for icosahedral systems2022

    • 著者名/発表者名
      Jens R. Stellhorn
    • 学会等名
      8th Hypermaterials Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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