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2014 年度 実績報告書

マルチフェロイック物質の強誘電相における原子核密度と電子密度の可視化

研究課題

研究課題/領域番号 24340064
研究機関東北大学

研究代表者

木村 宏之  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50312658)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードマルチフェロイック / 精密構造解析 / 中性子・放射光
研究実績の概要

前年度に引き続き,安定同位体154Sm2O3を用いてマルチフェロイック物質154SmMn2O5の単結晶育成を行った.SmMn2O5単結晶育成による育成条件の最適化により,154SmMn2O5の単結晶育成に成功した.完全磁気構造解析をおこなう為,韓国原子炉研究所の中性子4軸回折装置で中性子回折実験を行ったが,回折装置のトラブルと,原子炉内でのトラブルにより,中性子が止まってしまい,解析に耐えるデータの取得には至らなかった.今後,世界の別の原子炉施設を利用して再実験を行う予定である.
SmMn2O5の磁気構造を解明する為に,共鳴X線磁気散乱実験を行った.Smの吸収端とMnの吸収端での共鳴磁気散乱シグナルの観測に成功した.その結果,磁気構造の周期は,結晶構造の周期に比べて2a x b x cとなった.更に詳細な実験の結果,SmおよびMnの磁気モーメントがc軸を向いている事を見いだした.一連のRMn2O5系ではモーメントの主成分はa軸であり,今回のSmMn2O5が他と比べて特異な磁気構造を持っている事が明らかになった.この結果から,b軸に分極を持つ強誘電性を許容する磁気構造モデルを提案した.現在論文執筆中である.
前年度までに開発してきた多重反射回避アルゴリズムを用いたブラッグ反射強度測定法を軌道秩序物質YTiO3に適用した.測定されたブラッグ反射強度データを用いて超精密結晶構造解析を行った結果,3d電子1個の異方的な電子密度分布を得ることができた.この系は3d軌道が反強的に配列する軌道秩序物質であるが,その状態を「モデル無しに」実験的に可視化する事に成功した.この結果は構造解析分野で大きな反響を呼び,様々な国内/国際会議において招待講演を依頼された.今後この手法を様々な物質に適用していく事で,これまで得られなかった精度で結晶の微視的性質について「定量的に」議論できるようになると確信する.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 10件)

  • [雑誌論文] Polarized Neutron Spectrometer for Inelastic Experiments at J-PARC Status of POLANO Pro ject2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, K. Iwasa, N. Kaneko, J. Suzuki, M. Ohkawara, K. Aizawa, S. Tasaki, T. Ino, K. Taketani, S. Ishimoto, M. Takeda, T. Oku, H. Kira, K. Hayashi, H. Kimura, and T. J. Sato
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 83 ページ: 03018(1-5)

    • DOI

      10.1051/epjconf/20158303018

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Construction of Polarized Inelastic Neutron Spectrometer in J-PARC2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, J. Suzuki, M. Nanbu, N. Kaneko, K. Iwasa, T. J. Sato, H. Kimura, and M. Ohkawara
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conference Series

      巻: 502 ページ: 012046(1-5)

    • DOI

      10.1088/1742-6596/502/1/012046

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 価電子一個の空間分布を捉える単結晶X線回折法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      坂倉輝俊,中野隆裕,木村宏之,石川喜久,野田幸男,岸本俊二,田中清明,竹中康之,十倉好紀,宮坂茂樹
    • 学会等名
      H26年度アライアンス成果報告会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-04-21 – 2015-04-21
  • [学会発表] 共鳴・非共鳴X線磁気散乱によるマルチフェロイック物質SmMn2O5の磁気秩序観測2015

    • 著者名/発表者名
      石井祐太,御手洗誠,坂倉輝俊,堀尾哲,野田幸男,木村宏之,本田孝志,中尾裕則,村上洋一
    • 学会等名
      第70回日本物理学会年会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-22 – 2015-03-22
  • [学会発表] X線回折法のための多電子系波動関数解析ソフトウェアの開発2015

    • 著者名/発表者名
      坂倉輝俊,中野隆裕,木村宏之,石川喜久,野田幸男,岸本俊二,十倉好紀,宮坂茂樹
    • 学会等名
      第70回日本物理学会年会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-22 – 2015-03-22
  • [学会発表] 電子ドープ型超伝導体Pr1.4La0.6CuO4+δの還元前後での構造変化2015

    • 著者名/発表者名
      御手洗誠,坂倉輝俊,木村宏之,堤健之,藤田全基,鬼柳亮嗣,岸本俊二
    • 学会等名
      第70回日本物理学会年会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-22 – 2015-03-22
  • [学会発表] T’構造銅酸化物Pr1.4La0.6CuO4の磁気形状因子に対するアニール効果の研究2015

    • 著者名/発表者名
      堤健之,藤田全基,佐藤研太朗,木村宏之,鬼柳亮嗣
    • 学会等名
      第3回物構研サイエンスフェスタ
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2015-03-17 – 2015-03-17
  • [学会発表] 超精密単結晶構造解析による銅酸化物高温超伝導体の結晶構造解明2015

    • 著者名/発表者名
      木村宏之,坂倉輝俊,御手洗誠
    • 学会等名
      附置研究所間アライアンス 「次世代エレクトロニクス」グループ(G1)分科会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-03-06 – 2015-03-06
  • [学会発表] 波動関数2乗の空間分布測定技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      坂倉輝俊,中野隆裕,木村宏之,石川喜久,野田幸男,十倉好紀,宮坂茂樹,田中清明,竹中康之,岸本俊二
    • 学会等名
      日本放射光学会第28回年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2015-01-10 – 2015-01-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Observation of magnetic order in Multiferroic SmMn2O5 studied by resonant-and non-resonant X-ray magnetic scattering2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishii, M. Mitarashi, T. Sakakura, S. Horio, Y. Noda, H. Kimura, T. Honda, H. Nakao, and Y. Murakami
    • 学会等名
      14th Korea-Japan Meeting on Neutron Science
    • 発表場所
      Ibataki
    • 年月日
      2015-01-08 – 2015-01-08
  • [学会発表] Development of wave-function-based refinement software for single crystal X-ray diffraction2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sakakura, T. Nakano, H. Kimura, Y. Ishikawa, Y. Noda, Y. Tokura, S. Miyasaka, K. Tanaka, Y. Takenaka, and S. Kishimoto
    • 学会等名
      14th Korea-Japan Meeting on Neutron Science
    • 発表場所
      Ibaraki
    • 年月日
      2015-01-08 – 2015-01-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 単結晶 XRD 法のための d,f 電子系解析ソフトウェアの開発2014

    • 著者名/発表者名
      坂倉輝俊,木村宏之
    • 学会等名
      日本結晶学会平成26年度年会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-01
    • 招待講演
  • [学会発表] Neutron diffraction study of magnetism and ferroelectricityin RMn2O5 (R = rare-earth, Bi, Y) multiferroics2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kimura
    • 学会等名
      12th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity
    • 発表場所
      Riga, Latvia
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-09-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Ferroelectric and Electronic Property of RFe2O42014

    • 著者名/発表者名
      N. Ikeda, T. Nagata, M. Fukunaga, T. Kambe, J. Kano, H. Kimura, P.-E. Janolin, J.-M. Kiat
    • 学会等名
      12th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity
    • 発表場所
      Riga, Latvia
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-09-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Progress on POLANO Spectrometer for Polarized Neutron Experiment2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, K. Iwasa, N. Kaneko, M. Ohkawara, S. Tasaki, T. Ino, K. Taketani, S. Ishimoto, K. Aizawa, J. Suzuki, M. Nanbu, M. Takeda, T. Oku, K. Hayashi, H. Kimura, T. J. Sato
    • 学会等名
      International Collaboration on Advanced Neutron Sources XXI
    • 発表場所
      Mito
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-09-29
  • [学会発表] Recent Progress on New Polarized Neutron Spectrometer POLANO2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, K. Iwasa, N. Kaneko, M. Okawara, S. Tasaki, T. Ino, K. Taketani, S. Ishimoto, K. Aizawa, J. Suzuki, M. Nanbu, M. Takeda, T. Oku, K. Hayashi, H. Kimura and T. J. Sato
    • 学会等名
      Polarised Neutrons for Condensed Matter Investigations (PNCMI) 2014
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Polarisation Analysis Neutron Spectrometer, POLANO, at J-PARC2014

    • 著者名/発表者名
      K. Ohoyamaa, T. Yokooc, S. Itoh, K. Iwasa, M. Ohkawara, N. Kaneko, M. Nanbu, H. Hayashida, T. Ino, T. Oku, H. Kira, S. Tasaki, M. Takedad, K. Hayashi, H. Kimura and T. J. Sato
    • 学会等名
      Polarised Neutrons for Condensed Matter Investigations (PNCMI) 2014
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-15
    • 招待講演
  • [学会発表] 単結晶X線回折による波動関数結合係数決定法の開発と応用2014

    • 著者名/発表者名
      坂倉輝俊,中野隆裕,木村宏之,野田幸男,石川喜久,十倉好紀,宮坂茂樹
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] 中性子散乱によるマルチフェロイック物質YMn4+(Mn1-xGax)3+O5の磁気励起の観測2014

    • 著者名/発表者名
      泉谷義寿,石井祐太,古川圭作,野田幸男,木村宏之,脇本秀一,池内和彦,中島健次,梶本亮一
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] Importance of multiple diffraction avoidance for charge density observation2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sakakura, T. Nakano, H. Kimura, Y. Noda, Y. Ishikawa, Y. Takenaka, K. Tanaka, S. Kishimoto, Y. Tokura, S. Miyasaka
    • 学会等名
      The 23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr 2014)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Neutron diffraction study of magnetic structure in multiferroics under pressure2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kimura, S. Fujiyama, J. Lin, M. Fukunaga, Y. Noda, H. Hiraka, S.-A. Kim, C.-H. Lee
    • 学会等名
      The 23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr 2014)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 中性子・放射光X線の相補利用による磁性体・誘電体の構造物性研究2014

    • 著者名/発表者名
      木村宏之
    • 学会等名
      誘電体セミナー・物性談話会
    • 発表場所
      名工大
    • 年月日
      2014-07-26 – 2014-07-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Neutron Diffraction Analysis of Dehydrated State of Disodium Inosine 5′-monophosphate Hydrate2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yamamura, T. Moyoshi, T. Hanashima, T. Ohhara, H. Kimura, Y. Noda, and Y. Sugawara
    • 学会等名
      J-PARC symposium 2014
    • 発表場所
      Tsukuba
    • 年月日
      2014-07-02 – 2014-07-02

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公開日: 2016-06-01  

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