| 研究概要 |
研究代表者は、ペロブスカイト構造をもつチタン酸化物について、チタン酸バリウムの誘電特性と局所構造の関係を放射光Ｘ線を用いた発光分光法により調べてきた。チタン酸バリウムは自発分極をもつ強誘電体の典型物質である。これまでに、温度変化や外部電場に対する変化を、発光スペクトルに現れる微小な形状変化として捉えることに成功している。この手法を強誘電体だけではなく、自発分極を持たない常誘電体にも適用し、外場（温度・電場・紫外線照射）に対して、局所的な分極（電気双極子）の応答を発光スペクトルの変化として捉えることが本研究の狙いである。これは、近年オペランド分光法としても知られている電場印加による電子デバイス動作下での電子状態手法の一部でもある。
本年度までに、チタン酸バリウムと同じ結晶構造をもつチタン酸ストロンチウムの電場印加下における電子状態変化を詳細に調べてきた。昨年度までの研究成果と合わせて、大きく分けて２つの成果が挙げられる。一つ目は、チタン酸バリウムのＸ線発光分光測定の結果を共同研究者とともに理論的な電子状態に関する考察を深めたことにある。局所的な誘電分極が変化することと、スペクトルの２つの特徴的なピーク構造の変化を初めて理論的に解明した。（Phys. Rev. B, 86 (2012) 224114, 査読有）。
もう一つは、極低温の量子常誘電相にあるチタン酸ストロンチウムに紫外線照射で誘起された局所分極の存在を初めて明らかにしたことである（J. Phys. Soc. Jpn., 82 (2013) 053701, 査読有）。この局所分極は、SPring-8の集光ビームを使ったオペランド条件下での測定により、電場印加により配向する様子が明確になった。この結果は、チタン酸ストロンチウムで見つかっているさまざまな物理現象（誘電異常、可視発光特性、二次元電子ガス、高い熱電変換指数）と密接に関係していることを初めて実験的に明らかにしたものである。
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