2023 年度研究成果報告書

超高圧下中性子回折・電気分極同時測定法の開発と強相関遷移金属酸化物への応用

研究課題

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研究課題/領域番号	19K12646
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分80040:量子ビーム科学関連
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	長壁豊隆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物質科学研究センター, 研究主幹 (80354900)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード	高圧力 / 中性子回折 / 電気分極 / JRR-3 / マルチフェロイクス
研究成果の概要	申請代表者は、これまでに開発してきたハイブリッドアンビル式高圧セル(HAC)を用いて単結晶中性子回折と電気分極測定と同時測定を可能にする、ミタニライト陽極酸化皮膜を絶縁層として用いた特殊なアルミ合金ガスケットの開発に成功した。また、申請代表者は、HACを用いて、Mn系マルチフェロ物質TbMn2O5の単結晶試料の高圧下中性子回折実験を実施し、最高6.5GPaまでの温度-圧力相図を完成させた。加圧によって電気分極発現メカニズムが変化することを予想させる結果が得られた。中性子回折と電気分極の高圧下同時測定技術については、引き続き開発を続けている。
自由記述の分野	物性物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	高圧力は未知の物質相創生や物性制御を可能にするため、本研究による中性子磁気回折と電気分極を同じ高圧条件下で測定を可能にする技術開発は、物質科学研究において極めて重要な実験研究の手段を提供することになるとともに中性子科学の可能性を広げるものである。また、本研究で開発した手法をMn系マルチフェロイック物質に適用することで、未知の圧力誘起電気磁気交差相関相の発見につながり、将来の省エネルギー記録素子等の機能材料創生に貢献するものである。