プロトン伝導性酸化物における赤外光誘起水素拡散促進効果のミュオンによる直接観測

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K17544
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 伊藤 孝 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (10455280)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ミュオン / プロトン拡散 / 光誘起現象

研究成果の概要

赤外ポンプ・プローブ分光法による研究に基づき提唱されたプロトン伝導性酸化物における赤外誘起水素拡散促進効果を検証するために、正ミュオンを水素の擬似同位体として酸化物に打ち込み、その運動状態に対する赤外照射効果を調べる実験を行った。本研究のためにJ-PARC MLF D1エリアにキセノンフラッシュランプを設置し、赤外照射ミュエスアール測定系を整備した。これを用いてKTaO3、SrTiO3、およびTiO2に対してミュエスアール測定を行ったが、赤外照射効果を確認するには至らなかった。光量不足により当該効果が観測できなかった可能性が残るため、より出力の高い光源を用いて再度実験を行う必要がある。

自由記述の分野

固体物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通して、固体酸化物における赤外誘起水素拡散促進効果を検証するための実験的枠組みが確立し、今後解決すべき課題が明確になった。また、本研究課題の実施にあたりJ-PARC MLF D1エリアに整備した赤外照射ミュエスアール測定系は、本課題に限らず光誘起現象のミュエスアール研究に広く応用できるものであり、同施設における新たな研究の可能性を拓くという点において学術的意義が認められる。