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2017 年度 実績報告書

量子ビームを用いた超精密構造解析による価電子イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 15H02038
研究機関東北大学

研究代表者

木村 宏之  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50312658)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード超精密結晶構造解析 / 電荷密度解析 / マルチフェロイクス / 高温超伝導体
研究実績の概要

1.放射光結晶構造解析による価電子密度分布観測:t2軌道系のスピネル構造を持つMnV2O4について,磁気転移点直上において磁場を110結晶軸に平行にかけて磁場中冷却を行なった.試行錯誤の末,95%程度の単分域化に成功し,構造解析データの取得に成功した.現在解析を進めているところである.t2軌道秩序を示すYTiO3について,電子の軌道波動関数から出発した新しい電子密度解析法を開発し,t2電子軌道のエネルギー準位の計算が行えるようになった.実験データから軌道エネルギーが直接計算できる,これまでに無い画期的な成果である.
2.高温超伝導母物質(Pr,La,Ce)2CuO4の構造におけるアニール効果:頂点酸素を持たないT'構造を持つ高温超伝導物質(Pr,La,Ce)2CuO4について,超伝導を示す組成試料における,試料育成直後とその後の還元アニール後における詳細な構造変化を,超精密結晶構造解析により捉えることに成功した.
3.放射光軟X線共鳴散乱,及びμSR(ミュオンスピン回転)による酸素サイト磁性の観測:マルチフェロイック物質RMn2O5において,放射光軟X線共鳴散乱実験を行い,希土類RサイトやMnサイトのみならず,酸素サイトも磁気秩序に伴って磁気モーメントが誘起されることがわかった.特にSmMn2O5では,酸素サイトと希土類サイトが混成した結果モーメントが誘起されるということが示唆され,これまでこの系では見られなかった新しいタイプの電子軌道の軌道混成が見出された.更にYMn2O5において,μSRによる酸素サイトの磁性観測を試みた.Mn磁気モーメントの寄与が大きいため,その中から酸素スピン偏極の寄与を分離するのに苦労しているが,局所磁気モーメントの情報を得ることができた.現在放射光X線共鳴散乱との相補解析を行っている.

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Electric spontaneous polarization in YbFe2O42017

    • 著者名/発表者名
      T. Nagata, P.-E. Janolin, M. Fukunaga, B. Roman, K. Fujiwara, H. Kimura, J.-M. Kiat, and N. Ikeda
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 110 ページ: 052901/1-4

    • DOI

      10.1063/1.4974994

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 多電子系の配位子場理論計算ソフトウェアの開発とX線軌道波動関数解析への応用2018

    • 著者名/発表者名
      坂倉輝俊,木村宏之,佐賀山基,岸本俊二
    • 学会等名
      第73回物理学会年次大会
  • [学会発表] T'型銅酸化物超伝導体Pr1.3-xLa0.7CexCuO4+δ (x=0.10)のプロテクトアニール前後の構造変化2018

    • 著者名/発表者名
      御手洗誠,坂倉輝俊,木村宏之,浅野駿,藤田全基,洲村拓哉,足立匡,小池洋二,岸本俊二
    • 学会等名
      第73回物理学会年次大会
  • [学会発表] マルチフェロイック物質Tb1-xGdxMn2O5の電気磁気効果2018

    • 著者名/発表者名
      石井祐太,村越洋介,佐藤直樹,木村宏之,本田孝志
    • 学会等名
      第73回物理学会年次大会
  • [学会発表] チューナブル誘電体PbSc0.5Ta0.5O3の単結晶X線構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      青木一朗,坂倉輝俊,木村宏之,玉置範一,岩田真,岸本俊二
    • 学会等名
      第73回物理学会年次大会
  • [学会発表] マルチフェロイック物質RMn2O5における磁気秩序観測2018

    • 著者名/発表者名
      石井祐太,木村宏之,本田孝志,中尾裕則,村上洋一,岡部博孝,竹下聡史,平石雅俊,幸田章宏,門野良典
    • 学会等名
      金研ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] プロテクトアニールによるT'型銅酸化物超伝導体Pr1.3-xLa0.7CexCuO4+δ (x = 0.10)及びPr2CuO4+δの構造変化の研究2018

    • 著者名/発表者名
      御手洗誠,坂倉輝俊,木村宏之,浅野駿,藤田全基,洲村拓哉,足立匡,小池洋二,岸本俊二
    • 学会等名
      金研ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] μSRと軟X線共鳴散乱を用いたマルチフェロイックスRMn2O5における酸素磁性の観測2018

    • 著者名/発表者名
      石井祐太,木村宏之,中尾裕則,佐賀山基,村上洋一,岡部博孝,竹下聡史,幸田章弘,門野良典
    • 学会等名
      量子ビームサイエンスフェスタ
  • [学会発表] 単結晶X線構造解析によるT’型銅酸化物超伝導体Pr1.3-xLa0.7CexCuO4+δ (x = 0.10)の還元アニール効果の研究2018

    • 著者名/発表者名
      御手洗誠,坂倉輝俊,木村宏之,浅野駿,藤田全基,洲村拓哉,足立匡,小池洋二,岸本俊二
    • 学会等名
      量子ビームサイエンスフェスタ
  • [学会発表] 単結晶X線精密結晶構造解析に堪える試料環境制御アタッチメントの開発2018

    • 著者名/発表者名
      坂倉輝俊,村越洋介,木村宏之,佐賀山基,岸本俊二
    • 学会等名
      量子ビームサイエンスフェスタ
  • [学会発表] Magnetic Structure Analysis of EuMn2O5 at qM=(1/2,0,1/3) Ferroelectric Phase based on Magnetic Space Group2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Noda, H. Kimura, S. Horio, J. Lin, S. Fujiyama, M. Fukunaga, H. Hiraka, H. Nakao, C.-H. Lee, S.-A. Kim, and M. Moon
    • 学会等名
      International Connference on Neutronn Scattering 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of oxygen magnetism in multiferroic materials RMn2O5 (R=Y,Eu) by μSR measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishii, H. Kimura, H. Sagayama, H. Okabe, S. Takeshita, A. Koda, R. Kadono
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance
    • 国際学会
  • [学会発表] Polarization and spin order pattern of multiferroic RMn2O5 based on a magnetic space group2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Noda and H. Kimura
    • 学会等名
      International Meeting on Ferroelectricity
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural formation/deformation by oxygen reduction in T’-type high-Tc cuprates2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kimura
    • 学会等名
      The research forefront of high-Tc cuprates
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 共鳴X線散乱によるマルチフェロイック物質Tb1-xGdxMn2O5の磁気秩序観測2017

    • 著者名/発表者名
      石井祐太, 村越洋介, 佐藤直樹, 木村宏之, 中尾裕則, 村上洋一
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [学会発表] プロテクトアニールによるT'型銅酸化物超伝導体母物質Pr2CuO4+δの構造変化の研究2017

    • 著者名/発表者名
      御手洗誠,坂倉輝俊,木村宏之,浅野駿,藤田全基,足立匡,小池洋二,岸本俊二
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [学会発表] X線回折における多電子系波動関数解析法2017

    • 著者名/発表者名
      坂倉輝俊,木村宏之
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [学会発表] 軌道秩序を示すスピネル型酸化物MnV2O4の価電子密度観測2017

    • 著者名/発表者名
      木村宏之
    • 学会等名
      ダイナミック・アライアンスG1分科会
  • [学会発表] 単結晶ビームラインSENJUにおけるマルチフェロイック物質TbMn2O5の圧力下中性子回折測定2017

    • 著者名/発表者名
      宗像孝司,石井祐太,長壁豊隆,大原高志,茂吉武人,木村宏之
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
  • [学会発表] 中性子・放射光回折実験・構造解析による構造物性研究の現状と将来の展望2017

    • 著者名/発表者名
      木村宏之
    • 学会等名
      金研ワークショップ「中性子科学研究におけるJ-PARCとJRR-3の相補利用」
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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