高分解能全散乱装置で見えてくるナノ構造

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19310082
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 社本 真一 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主席 (90235698)
• 研究分担者: 樹神 克明 (独)日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (10313115) ; 田口 富嗣 (独)日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (50354832) ; 飯久保 智 (独)日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 博士研究員 (40414594)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: ナノ材料解析 / 中性子散乱

研究概要

高強度のパルス中性子線源により、高いQ分解能をもつ全散乱データから幅広い実空間情報が得られるようになった。そこでその情報に対するナノ構造効果について調べ、球と球殻について形状因子効果、粒子相関効果、小角散乱効果をまとめ、フラーレンを例として、球殻同士の相関は三角形になることを示した。その他に、巨大負の熱膨張物質では、Mn_6N八面体の局所的な回転歪みを発見した。これらの成果と現状について物性若手夏の学校で講義した。

研究成果

• [雑誌論文] Spherical Nanoparticle Effects on Atomic Pair Distribution Function (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Shamoto
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 79 ページ: 034601-1-4
• [雑誌論文] Relationship between average and local crystal structure and the ferroelectric properties of a Sr-Bi-Ta-Si-O ferroelectric material (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Idemoto, Satoshi Taniyama, Satoshi Iikubo, Shin-ichi Shamoto, James W. Richardson, Jr.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Solids 70 ページ: 1156-1165
• [雑誌論文] Antiferromagnetic bipolar semiconductor LaMnPO with ZrCuSiAs-type structure (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Yanagi, T. Watanabe, K. Kodama, S. Iikubo, S. Shamoto, T. Kamiya, M. Hirano, H. Hosono
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 105 ページ: 093916 (8)
• [雑誌論文] Total Scattering of Disordered Crystalline Functional Materials (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Shamoto, K. Kodama, S. Iikubo, T. Taguchi
  • 雑誌名: Nucl. Instr. and Meth. A 600 ページ: 229-231
• [雑誌論文] Local lattice distortion in giant negative thermal expansion material Mn3Cu1-xGexN (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Iikubo, K. Kodama, K. Takenaka, H. Takagi, M. Takigawa S. Shamoto
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 101 ページ: 205901
• [雑誌論文] Synthesis and structure of suspended ultra-thin Si3N4 nanosheets (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Taguchi, H. Yamamoto, S. Shamoto
  • 雑誌名: Nanotechnology 19 ページ: 485601
• [雑誌論文] Neutron Powder Diffraction Study on the Crystal and Magnetic Structures of BiCrO3 (2008)
  • 著者名/発表者名: Alexei A. Belik, Satoshi Iikubo, Katsuaki Kodama, Naoki Igawa, Shin-ichi Shamoto, Eiji Takayama-Muromachi
  • 雑誌名: Chem. Mat. 20(11) ページ: 3765-3769
• [雑誌論文] Magnetovolume effect in Mn3Cu1-xGexN related to the magnetic structure: Neutron powder diffraction measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Iikubo, K. Kodama, K. Takenaka, H. Takagi, S. Shamoto
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 77 ページ: 020409R
• [雑誌論文] Local Crystal Structure of Multiferroic System BiMnO3 by Atomic Pair Distribution Function (PDF) analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Kodama, S. Iikubo, S. Shamoto, A.A. Belik, E. Takayama-Muromachi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 28095 ページ: 124605
• [雑誌論文] Origin of the monoclinic-to-monoclinic phase transition and evidence for the centrosymmetric crystal structure of BiMnO3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Alexei A. Belik, Satoshi Iikubo, Tadahiro Yokosawa, Katsuaki Kodama, Naoki Igawa, Shin-ichi Shamoto, Masaki Azuma, Mikio Takano, Koji Kimoto, Yoshio Matsui, Eiji Takayama-Muromachi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 129(4) ページ: 971-977
• [雑誌論文] Synthesis and characterization of single-phase TiC nanotubes, TiC nanowires and carbon nanotubes equipped with TiC nano-particles (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Taguchi, H. Yamamoto, S. Shamoto
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111(51) ページ: 18888-18891
• [学会発表] Possible developments of PDF analysis on NOVA (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Shamoto
  • 学会等名: LANL-AIST/NEDO Workshop Neutron Total Scattering
  • 発表場所: Room C105, Ibaraki Quantum Beam Research Center, Tokai-mura, Japan(Invited)
  • 年月日: 20100222-20100223
• [学会発表] 中性子散乱から見た鉄系化合物の磁性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 社本真一
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20090925-20090928
• [学会発表] Local structural study in a high-Tc superconductor system LaFeAs(O, F) (2009)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Shamoto, Motoyuki. Ishikado, Katsuaki Kodama, Thomas Proffen, Sung Wng Kim, Hideo Hosono
  • 学会等名: 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
  • 発表場所: Keio Plaza Hotel Tokyo, Tokyo, Japan
  • 年月日: 20090907-20090912
• [学会発表] Local lattice distortion in giant negative thermal expansion material Mn3Cu1-xGexN (2009)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Iikubo, Katsuaki Kodama, Koshi Takenaka, Hidenori Takagi, Masashi Takigawa, Shin-ichi Shamoto
  • 学会等名: International Conference on Neutron Scattering 2009
  • 発表場所: Knoxville, Tennessee, USA
  • 年月日: 20090503-20090507
• [学会発表] 結晶pdf解析の最近の展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 社本真一
  • 学会等名: 液体・非晶質材料分科会ユーザーズグループミーティング
  • 発表場所: いばらき量子ビーム研究センター1階大会議室
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] 原子対相関関数(PDF)を用いた結晶性物質の局所構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 樹神克明、飯久保智、社本真一
  • 学会等名: 第4回粉末回折法討論会:粉末法の新しい技術と応用KEK
  • 年月日: 20081225-20081226
• [学会発表] Atomic Pair Distribution Function Analysis on Nanomaterials (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Shamoto
  • 学会等名: XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20080823-20080831
• [学会発表] Total scattering of Disordered Crystalline Functional Materials (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Shamoto, K. Kodama, S. Iikubo, T. Taguchi
  • 学会等名: International Symposium on Pulsed Neutron and Muon Sciences
  • 発表場所: Mito, Japan
  • 年月日: 20080305-20080308
• [学会発表] Octahedral Rotation in Negative Thermal Expansion Material Mn3Cu1-xGexN (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Iikubo, K. Kodama, K. Takenaka, H. Takagi, S. Shamoto
  • 学会等名: International Workshop on Structural Analyses Bridging over between Amorphous and Crystalline Materials
  • 発表場所: Tokai, Japan
  • 年月日: 20080110-20080111
• [学会発表] Information Obtained by PDF at Long Range Distance (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kodama, S. Iikubo, S. Shamoto, T. Taguchi, A.A. Belik, E. Takayama-Muromachi
  • 学会等名: International Workshop on Structural Analyses Bridging over between Amorphous and Crystalline Materials
  • 発表場所: Tokai, Japan
  • 年月日: 20080110-20080111
• [学会発表] Disordered Crystalline Functional Materials (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Shamoto
  • 学会等名: International Workshop on Structural Analyses Bridging over between Amorphous and Crystalline Materials
  • 発表場所: Tokai, Japan
  • 年月日: 20080110-20080111
• [学会発表] Magnetic structures and magneto-volume effects in Mn3Cu1-xGexN (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Iikubo, K. Kodama, K. Takenaka, H. Takagi, S. Shamoto
  • 学会等名: Mater. Res. Soc. Symp.
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20071126-20071130
• [学会発表] Structural Analysis of Nano-transition-metal- oxides (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Shamoto, S. Iikubo, K. Kodama, T. Taguchi, H. Koyanaka, K. Takeuchi, S. Kohara, C. -K. Loong, Th. Proffen
  • 学会等名: Total scattering Pair Distribution Function analysis using X-rays and neutrons: powder diffraction and complementary techniques
  • 発表場所: ESRF, Grenoble, France(Invited Participant)
  • 年月日: 20071022-20071023
• [図書] 中性子散乱の最前線-結晶PDF解析を中心として- (2010)
  • 著者名/発表者名: 社本真一
  • 総ページ数: 754-781
  • 出版者: 京大基研物性研究刊行会
• [図書] ナノ物質における結晶PDF解析(MS39) (2009)
  • 著者名/発表者名: 社本真一
  • 総ページ数: 81-82
  • 出版者: 日本結晶学会誌
• [図書] 結晶PDF解析の最前線 (2008)
  • 著者名/発表者名: 社本真一, 樹神克明, 飯久保智
  • 総ページ数: 203-207
  • 出版者: 日本中性子科学会誌
• [図書] Proceedings of the International Workshop on Structural Analyses Bridging over between Amorphous and Crystalline Materials (SABAC2008) (2008)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Shamoto, Katsuaki Kodama
  • 総ページ数: 320
  • 出版者: JAEA-Review
• [図書] プラズマ・核融合学会誌(パルス中性子を用いた構造解析の最前線) (2008)
  • 著者名/発表者名: 社本真一、神山崇、福永俊晴、樹神克明、大友季哉、鈴谷賢太郎
  • 総ページ数: 323-332
• [図書] 逆ペロブスカイト型マンガン窒化物の磁気体積効果-磁気構造と局所構造との関わり- (2008)
  • 著者名/発表者名: 社本真一、飯久保智、樹神克明、竹中康司、高木英典
  • 総ページ数: 19-24
  • 出版者: 日本磁気学会第160回研究会
• [図書] セラミックス(原子対相関関数(atomic Pair Distribution Function : PDF)を用いた結晶性物質の局所構造解析) (2008)
  • 著者名/発表者名: 樹神克明
  • 総ページ数: 909-917
• [備考] アモルファスから結晶にわたる物質の構造解析に関する国際ワークショップ(SABAC2008)に関するwebページ
  • URL: http://nsrc.tokai-sc.jaea.go.jp/sabac/
• [備考] 「中性子散乱の最前線-結晶PDF解析を中心として-」社本真一、物性若手夏の学校(シャレードイン志賀、長野県、2009年8月21日～25日)(講義)
• [備考] 「中性子で見えてくる物質の振舞い」、社本真一、茨城大学総合原子科学プログラム講演会「量子ビームサイエンスの基礎と展開」(茨城大学理学部K棟1階インタビュースタジオ2010年2月8日(月)10:00~12:00)(招待講演)
• [備考] 「中性子が拓く新しいセラミックス材料の科学」、社本真一、日本学術振興会先進セラミックス第124委員会第126回会議特集:J-PARCとセラミックス(原子力機構、東海村、2007年10月13日)
• [備考] 「中性子が拓く新しい材料科学」、社本真一、日本学術振興会光エレクトロニクス第130委員会(東京理科大森戸記念館、東京飯田橋、2007年11月12日)
• [備考] 「中性子が拓く新しい材料科学」、社本真一、日本学術振興会炭素材料第117委員会(原子力機構、東海村、2007年12月18日)
• [備考] 「中性子を用いたナノ構造体の研究」、社本真一、日本学術振興会先進セラミックス第147委員会第2分科会研究会中性子と放射光による金属ガラスの研究(原子力機構、東海村、2008年1月22日)
• [備考] 「中性子が拓く新しい材料科学」、社本真一、固体イオニクス研究会(原子力機構、東海村、2008年3月10日)