| 研究課題/領域番号 |
14654052
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
渡邊 雅之 京都大学, 総合人間学部, 助手 (20240525)
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| 研究分担者 |
田中 耕一郎 京都大学, 理学研究科, 助教授 (90212034)
林 哲介 京都大学, 総合人間学部, 教授 (80026799)
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| キーワード | チタン酸化物 / ポーラロン / 光学的性質 / 格子振動 |
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| 研究概要 |
近年、光物性の分野では、光照射により固体の結晶構造・電子構造を変化させて物性の制御を目指す研究が盛んに行われている。そうした中で、固体中のボソン的性質を持つ準粒子を対象として、光により超伝導・超流動などの巨視的な量子現象を誘起・制御することは魅力的な研究課題である。チタン酸化物には、二酸化チタンTiO_2やTi_nO_<2n-1>で表されるMagneli Phaseと呼ばれる一連の化合物があり、多彩な物性を示すが、これはポーラロン状態の多様性によっている。中でもTi_4O_7はボソンの一種であるバイポーラロンが存在することが知られている。そこで本研究では、チタン酸化物におけるポーラロンの性質を解明し、その知見を基に光照射によってチタン酸化物Ti_4O_7の電子状態に摂動を与え、バイポーラロンの性質を光によって変化させることを試みる。そして、その条件及び物理的な機構はどのようになっているかを電気的・光学的手法を用いて実験的に解明することを目的とする。
チタン酸化物の中でもルチル型二酸化チタンは物性がもっとも詳しく調べられている物質であるが、量子常誘電体として知られている。ポーラロンの電子格子相互作用という観点からルチルにおけるソフトモードの性質をラマンスペクトル及び静的誘電率の温度依存性の測定によって調べた。さらに代表的量子常誘電体であるチタン酸ストロンチウムとの比較を行った。そして、ソフトモードのエネルギーの大きさと、温度変化に伴うソフト化の度合いが両物質で大きく異なるのは、局所電場の性質(大きさ及び方向)と格子ポテンシャルの非調和性が結晶構造、特にチタン酸化物結晶の基本構造であるチタン・酸素八面体の配列方法に依存して大きく変化するためであることを見出した。
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