| 研究課題/領域番号 |
16H03909
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
三井 隆也 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 放射光科学研究センター, 上席研究員(定常) (20354988)
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| 研究分担者 |
増田 亮 京都大学, 京都大学複合原子力科学研究所, 特定研究員 (50455292)
平尾 直久 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (70374915)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 量子ビーム / メスバウアー分光 / 核共鳴散乱 / 放射光 / 小角散乱 / メスバウアー効果 / 金属微細組織 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、放射光から neV～μeV 領域でバンド幅を制御した57Fe 放射光メスバウアーγ線を生成する高性能核分光器を開発し、それをメスバウアー小角散乱分光法に適用して、鉄系材料の微細組織や歪、欠陥、秩序相揺らぎに関連した電子-磁気構造を局所解析できる全く新しい微細構造解析法を創出するものである。この目的を達成するため、本年度の前半では、量子科学技術研究開発機構の専用ビームライン(BL11XU：SPring-8)に導入したバンド幅可変核モノクロメーターで発生させた超単色X線を用い、高温電気炉で軟磁性材料中に生成したナノ結晶の磁性を反映した小角散乱スペクトルを観測することに初めて成功した。バルク中に生成した微量ナノ結晶のメスバウアー分析は磁性研究のみならず、産業材料を含めた実用研究にも期待がもてる。本年度の後半には、超高圧発生装置(DAC)による鉄の圧力誘起構造転移の局所解析を試みた。その結果、転移圧力の前後で小角散乱強度曲線の半値幅に変化を観測できた。一方、DAC中の試料はミクロン程度のサイズしかなく、本年度の測定では小角散乱メスバウアースペクトルの観測には至らなかった。この問題を解決するため、ビームの横方向を10μm程度まで集光可能なX線ミラーの設計製作を進めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
核分光結晶(57FeBO3)の温度と磁場を同時に制御する装置開発とX線の平行化Si結晶を組み合わせることで、世界に先駆けて1秒角以下の平行性を有し、1μeV-10neV 領域でバンド幅を制御したシングルラインの放射光メスバウアーγ線を高出力で生成することに成功した。本手法を用いて軟磁性材料中に生成させたナノ結晶部位で生じたメスバウアー小角散乱のエネルギースペクトルの観測に成功した。また、昨年度に製作した超高圧装置を用いた鉄の圧力誘起構造転移の局所解析も実施されており、本研究課題で予定していた機器開発および応用研究は順調に進展している。以上のことから、研究は順調に進展しているものと考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は、放射光メスバウアーγ線のバンド幅制御装置を利用したメスバウアー小角散乱法の高度化研究を継続して行う。応用研究では、横方向の集光ミラーを新たに導入して、超高圧発生装置による鉄の圧力誘起構造転移の小角散乱メスバウアースペクトルの測定に挑戦する。更に、軟磁性材料中のナノ結晶等の微細構造解析法を高度化し、産業材料を対象とする実用研究の展開可能性を模索する。得られた研究の成果の発信として、研究結果の学術論文投稿や学会報告を積極的に実施する。
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