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2017 年度 実績報告書

エキゾティックな相変化材料の非結晶構造と物性

研究課題

研究課題/領域番号 16F16796
研究機関熊本大学

研究代表者

細川 伸也  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30183601)

研究分担者 STELLHORN JENS  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-11-07 – 2018-03-31
キーワード放射光物性 / 異常効果 / 非結晶原子構造 / データ駆動科学
研究実績の概要

申請者の研究プロジェクトは、優れたデータ保存デバイスの基礎物性を探求することを目的としている。レーザー励起による結晶ー非結晶相転移によって情報を記録する光学メディアDVDについて、新しい材料として期待されているGe-Cu-Te混合系半導体の相変化メカニズムを解明するために、放射光X線を用いたX線異常散乱(AXS)法によって非結晶状態(アモルファス相)の原子配列を、アモルファス相の構造を正確な3次元原子配列として導出する。特にGe原子が、DVDとしての速い相変化と長い記録保持性に大きく関わっていることがこれまでのGe-Sb-Te混合系における測定によりわかりつつあるので、光反射率の逆転などエキゾティックな物性と高温で高い安定性を示すなど実用面でも優れているGe-Cu-Te混合系の中距離原子構造と物性の深い関係を、Ge-Cu組成比をいくつか変化させたデータから明白にすることを試みた。

Ge-Cu-Te混合系薄膜を、ドイツ・ダルムシュタット工科大学においてスパッター法 によって作製した。試料はSPring-8においてGe、CuおよびTeそれぞれの元素のまわりの差構造因子を求めるAXS実験を行い、統計性の優れた結果を得た。差構造因子は元素によって異なった形状を持つ。得られた結果は、逆モンテカルロ法を用いて、原子配列を3次元的に導出した。特にGeのまわりの中距離構造に着目し、その配列からその電子状態との関係を導き出した。得られた結果はPhysical Review Lettersに投稿準備をしている。また、AXS法の測定手段の大幅な改善については、6月に台北で行われる第13回放射光装置に関する国際会議で報告する予定である。

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

    (18件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] CNRS/SIMaP(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS/SIMaP
  • [国際共同研究] マールブルク大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      マールブルク大学
  • [国際共同研究] パルドゥビチェ大学(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      パルドゥビチェ大学
  • [国際共同研究] ハンガリー科学院(ハンガリー)

    • 国名
      ハンガリー
    • 外国機関名
      ハンガリー科学院
  • [国際共同研究] ヤギェウォ大学(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      ヤギェウォ大学
  • [雑誌論文] Distinguishing the local environments of Ga and Ge in amorphous (Ga2Se3)0.25(GeSe2)0.75 by anomalous X-ray scattering2018

    • 著者名/発表者名
      B. D. Klee, J. R. Stellhorn, M. Krbal, N. Boudet, G. Chahine, N. Blanc, W.-C. Pilgrim, T. Wagner, and S. Hosokawa
    • 雑誌名

      Chalcogenide Letters

      巻: 15 ページ: 1-6

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Impurity position and lattice distortion in a Mn doped Bi2Te3 topological insulator investigated by x-ray fluorescence holography and x-ray absorption fine structure2017

    • 著者名/発表者名
      S. Hosokawa, J. R. Stellhorn, T. Matsushita, N. Happo, K. Kimura, K. Hayashi, Y. Ebisu, T. Ozaki, H. Ikemoto, H. Setoyama, T. Okajima, Y. Yoda, H. Ishii, Y.-F. Liao, M. Kitaura, and M. Sasaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 ページ: 214207-1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.96.214207

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Lattice Distortions in TlInSe2 Thermoelectric Material Studied by X-Ray Absorption Fine Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Hosokawa Shinya、Stellhorn Jens Ruediger、Ikemoto Hiroyuki、Mimura Kojiro、Wakita Kazuki、Mamedov Nazim
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi A

      巻: 215 ページ: 1700416~1700416

    • DOI

      10.1002/pssa.201700416

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A valence-selective x-ray fluorescence holography study of an yttrium oxide thin film2017

    • 著者名/発表者名
      J. R. Stellhorn, S. Hosokawa, N. Happo, H. Tajiri, T. Matsushita, K. Kaminaga, T. Fukumura, T. Hasegawa, and K. Hayashi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Crystallography

      巻: 50 ページ: 1583-1589

    • DOI

      10.1107/S1600576717012821

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ランダム系の部分原子構造研究に用いるX線異常散乱法の進展2017

    • 著者名/発表者名
      細川伸也、Jens Ruediger Stellhorn
    • 雑誌名

      日本セラミックス協会誌「セラミックス」

      巻: 52 ページ: 341-344

    • 査読あり
  • [学会発表] Atomic configurations and positional fluctuations in decagonal phase Al75Ni10Co15 quasicrystal by x-ray fluorescence holography2018

    • 著者名/発表者名
      J. Stellhorn, S. Hosokawa, K. Kimura, K. Hayashi, M. de Boissieu, A. P. Tsai, N. Blanc, N. Boudet
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム(2018年1月8-10日、つくば国際会議場)
  • [学会発表] An x-ray fluorescence holographic study on a Fe-based high-temperature superconductor FeSe0.4Te0.62017

    • 著者名/発表者名
      J. R. Stellhorn, S. Hosokawa, N. Happo, K. Kimura, K. Hayashi, H. Okazaki, A. Yamashita, and Y. Takano
    • 学会等名
      30th International Symposium on Superconductivity (13-14 December 2017, Tokyo)
    • 国際学会
  • [学会発表] A valence selective x-ray fluorescence holography study of an yttrium oxide thin film2017

    • 著者名/発表者名
      J. R. Stellhorn, S. Hosokawa, N. Happo, H. Tajiri, T. Matsushita, K. Kaminaga, T. Fukumura, T. Hasegawa, and K. Hayashi
    • 学会等名
      11th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’17 (3-8 December 2017, Kauai)
    • 国際学会
  • [学会発表] Valence-selective x-ray fluorescence holography: an example of an yttrium oxide thin film2017

    • 著者名/発表者名
      J. R. Stellhorn
    • 学会等名
      5th International Symposium on Kumamoto Synchrotron Radiation (ISKSR5): Progress of Data Analysis, Data-Driven Science, and Theory for Science (1-2 November 2017, Kumamoto)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Valence-selective x-ray fluorescence holography: an example of an Y2+/Y3+ thin film2017

    • 著者名/発表者名
      J. R. Stellhorn, S. Hosokawa, N. Happo, H. Tajiri, T. Matsushita, K. Kaminaga, T. Fukumura, T. Hasegawa, and K. Hayashi
    • 学会等名
      Swedish-Japanese Workshop on Nano-Structure Science by Novel Light Sources (2-3 October 2017, Lund)
    • 国際学会
  • [学会発表] A combination of anomalous x-ray scattering and x-ray absorption fine structure experiments for the characterization of amorphous GeCu2Te32017

    • 著者名/発表者名
      J. R. Stellhorn, W.-C. Pilgrim, Y. Sutou, and S. Hosokawa
    • 学会等名
      8th International Conference on Amorphous and Nanostructured Chalcogenides (2-5 July 2017, Sinaia)
    • 国際学会
  • [学会発表] A combination of anomalous x-ray scattering and x-ray absorption fine structure experiments with reverse Monte Carlo modeling for the characterization of amorphous GeCuTe2017

    • 著者名/発表者名
      J. R. Stellhorn
    • 学会等名
      4th International Symposium on Kumamto Synchrotron Radiation: Cooperation of Experiments and Computer Sciences (15 May 2017, Kumamoto)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 量子ビーム3D活性サイト科学研究室

    • URL

      http://crocus.sci.kumamoto-u.ac.jp/physics/SR/index.html

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公開日: 2018-12-17  

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