| 研究概要 |
X線回折による結晶構造解析の手法を格段に進歩させ,強誘電体の相転移や誘電特性を支配している「価電子」の結晶内での空間分布を可視化する実験手法の開発を行うことが本研究の目的である.そのために,実験では放射光を用いた粉末X線回折実験と単結晶X線回折実験,解析では最大エントロピー法と第一原理電子構造計算のそれぞれがもつアドバンテージを有機的に結合させた実験・解析システムの構築を行う.この手法が確立されれば,理論計算ではなく,実験により得られた実際の精密な価電子密度分布をもとに,強誘電体に限らず様々な複雑な結晶構造をもつ材料の物性を電子論的に議論するという新たな研究分野が開拓できると期待している.
今年度は,フラックス法により合成された鉛系の強誘電体単結晶に加え,ビスマス系の強誘電体単結晶を用いて,放射光回折実験をSpring-8で行った.また,それらの試料を粉砕することにより得られる粉末試料に対しても,放射光回折実験をSpring-8で行った.2つの回折実験により得られたデータを相補的に組み合わせて,現在,価電子密度分布の可視化を試みているところである.
一方,価電子の振る舞いが大きく強誘電体特性に係わる物質系として,ビスマスを含む層状強誘電体やBaTiO_3をベースとする強誘電体セラミックスなど,様々な強誘電体材料を合成した.これらの物質について,結合電子密度分布を可視化し,電子密度分布と相転移についての研究成果を公表した.
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