量子プローブによる原子空孔の局在構造の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12130205
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 那須 三郎 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (00030057)
• 研究分担者: 大久保 嘉高 京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (70201374) ; 白井 泰治 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20154354)
• キーワード: 電子セラミックス / 機能性酸化物 / 陽電子寿命 / ガンマ線摂動角相関法 / メスバウアー分光 / DV-Xα法 / 局在量子構造 / 金属間化合物

研究概要

・放射性^<140>Csイオンビームを特異な磁性を示すCaB_6化合物に注入し、摂動角相関法を用いて磁気特性を測定した。特に安定なLa不純物を注入して磁化することをSQUID測定で確認する実験を行い、磁性の発現機構の解明に重要な情報を得た。
・強誘電体LiTaO_3、LiNbO_3の相転移を^<117>Cd、^<117>Inをプローブとして摂動角相関法により観測し、構造変化と誘電体特性の関連について新しい知見を得た。
・オンライン同位体分離装置で得られる^<140>La、^<147>Nd、^<151>PmをFeやNi箔に埋め込み、極低温核整列/核磁気共鳴法(NMR/ON)により、強磁性体中の不純物が受ける超微細磁場を精度よく測定した。特に^<140>LaをFe中に注入した試料については、核磁気共鳴の観測に初めて成功し、精度のよい値を確立した。
・Fe/Mo人工格子に現れる巨大磁気抵抗(GMR)効果を核的手法により研究するため、^<99>Moを含むFe/Mo人工格子のメスバウアー分光および摂動角相関実験を行い、予備的な結果を得た。
・ppmオーダーの不純物をドープしたMgO/ZnOの原子空孔形成について、陽電子寿命測定とその理論計算を行った。その結果、MgOにおいてAlやGaなどのドープによりMg空孔が形成されることを確認した。また、不純物添加による空孔形成が起こらないと考えられていたZnOに関しても、酸化雰囲気で焼結を行うと不純物添加による空孔形成が起こることを確認した。
・ZnO単結晶中に^<111>Inをドープし室温での時間微分型ガンマ線摂動角相関測定を行い、結晶方位依存性から電場勾配の主軸は結晶のc軸から傾いていることをはじめて明らかにした。
・機能性酸化物であるペロブスカイト型鉄酸化物の圧力・温度・磁気状態図をダイヤモンド・アンビル・セルを用いた高圧下メスバウアー分光測定から明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 那須三郎: "量子プローブによる局在量子構造-ガンマ線摂動角相関法を用いた研究-"セラミックス. 37, 6. 447-451 (2002)
• [文献書誌] Takashi Ohtomo: "^<140>Ce (←^<140>La) Time-Differential Pertubed Angular Correlation Study of CeRu_2Ge_2"Materials Transactions. 43, 7. 1480-1485 (2002)
• [文献書誌] Masataka Mizuno: "Theoretical Calculation of Positron Lifetimes in CoAl and CoTi"Materials Transactions. 43, 7. 1451-1455 (2002)
• [文献書誌] Hideki Araki: "Positron Lifetime Study of Defect Structures in B2 Ordered Co-Al Alloys"Materials Transactions. 43, 7. 1498-1501 (2002)
• [文献書誌] Yoshitaka Ohkubo: "Mechanism of the Ferroelectric Phase Transitions in LiNbO_3 and LiTaO_3"Phys. Rev.. B65. 52107/1-52107/4 (2002)
• [文献書誌] Yoshitaka Ohkubo: "Behavior of Impurities In and Cd in the LiNbO_3-LiTaO_3 System"Materials Transactions. 43, 7. 1469-1474 (2002)