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2016 年度 実績報告書

電場による瞬間的な原子の動きと化学結合の変化を可視化する時分割構造計測技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26286043
研究機関広島大学

研究代表者

黒岩 芳弘  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40225280)

研究分担者 森吉 千佳子  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00325143)
大沢 仁志  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (00443549)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード構造・機能材料 / 誘電体物性 / X線 / 超精密計測 / 物性実験
研究実績の概要

本研究では,研究代表者の黒岩(広島大学)と研究分担者の森吉(広島大学)および大沢(JASRI, SPring-8)が,放射光科学の分野においてお互いの得意分野で協力し,広島大学およびSPring-8の単結晶ビームラインにおいて研究を推進した.平成26年度には,①電場印加時分割格子歪解析と②単結晶電子密度解析の2つの研究課題を実行した.平成27年度には,①と②の研究課題を発展させながら,これら2つの課題の融合を図り,新たな課題③電場印加時分割電子密度解析を開始した.
平成28年度には,③の研究課題の可能性を見極めるために,電子密度レベルで時分割構造解析するためのデータ収集に本格的にチャレンジした.一定の成果を得ることはできたが,時分割しないデータに匹敵するデータを収集するためにはきわめて長い時間でのデータ蓄積とその間の試料の安定性が要求されることがわかった.そこで,原子位置レベルで時分割構造解析するためのデータを収集することに集中した結果,強誘電体チタン酸バリウム等が急激な電場反転に伴って分極反転し,その後圧電振動する時の原子位置の時間変化を詳細に可視化することに成功した.従来は格子定数レベルで構造解析していたが,原子位置レベルで構造解析する技術を開発することができた.本研究課題に関して得られた成果について,平成28年度にはいくつかの国内学会や国際会議等から招待講演を依頼されていたので,その中で公表した.一方,チタン酸バリウムをベースとした新たな非鉛圧電材料の開発を行い,電場印加下で構造評価を行った.ミクロな格子歪みによりマクロな巨大外形歪みが生じるという本質的な圧電効果を研究するには最適な材料であることがわかった.今後継続して研究を行い,時分割実験により圧電歪みの発現機構を明らかにすることとした.

現在までの達成度 (段落)

28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

28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

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 15件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Polarization Twist in Perovskite Ferrielectrics2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitanaka, K. Hirano, M. Ogino, Y. Noguchi, M. Miyayama, C. Moriyoshi and Y. Kuroiwa
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 ページ: 32216/1-11

    • DOI

      10.1038/srep32216

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Time-resolved Crystal Structure Analysis of Resonantly Vibrating Langasite Oscillator2016

    • 著者名/発表者名
      S. Aoyagi, H. Osawa, K. Sugimoto, S. Takeda, C. Moriyoshi and Y. Kuroiwa
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 55 ページ: 10TC05/1-6

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.10TC05

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Off-centering of Rare-earth Ion in (Ba,R)(Ti,Mg)O3 (R = Gd, Dy)2016

    • 著者名/発表者名
      S. Takeda, S. Yasuda, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, A. Honda, N. Inoue, S. Higai and A. Ando
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 55 ページ: 10TC08/1-5

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.10TC08

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電場印加下の強誘電体の構造研究2016

    • 著者名/発表者名
      黒岩芳弘,森吉千佳子,藤井一郎,和田智志
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 58 ページ: 167-173

    • DOI

      10.5940/jcrsj.58.167

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] SXRDを用いた強誘電体BiFeO3の静電ポテンシャルと電場分布の解析2017

    • 著者名/発表者名
      安部友啓, 森吉千佳子, 黒岩芳弘, 花戸雄太, 田中宏志
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス,豊中
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] ランガサイト圧電振動子の交流電場下時分割結晶構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      青柳忍, 大沢仁志, 杉本邦久, 中平夕貴, 森吉千佳子, 黒岩芳弘, 武田博明
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス,豊中
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 放射光X線回折によるナノ構造解析技術の進展2017

    • 著者名/発表者名
      黒岩芳弘
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2017年年会
    • 発表場所
      日本大学駿河台キャンパス,東京都千代田区
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-19
    • 招待講演
  • [学会発表] ペロブスカイト型強誘電体の極性構造歪み可視化2017

    • 著者名/発表者名
      黒岩芳弘
    • 学会等名
      広島大学先進機能物質研究センター研究会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス,東広島
    • 年月日
      2017-02-23 – 2017-02-23
  • [学会発表] SXRD study on materials structure physics of perovskite-type ferroelectrics2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuroiwa
    • 学会等名
      The 14th Japan-Korea Joint Workshop on Advanced Materials
    • 発表場所
      Seacloud Hotel, Busan, Korea
    • 年月日
      2017-02-19 – 2017-02-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] (Bi1/2Na1/2)TiO3系強誘電体単結晶の物性評価と電場応答解析2017

    • 著者名/発表者名
      牧角康平,北中佑樹,野口祐二,宮山勝,森吉千佳子,黒岩芳弘
    • 学会等名
      第55回セラミックス基礎討論会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター,岡山
    • 年月日
      2017-01-12 – 2017-01-13
  • [学会発表] AgNbO3フェリ誘電体単結晶の電場下結晶構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      北中佑樹,野口祐二,宮山勝,森吉千佳子,黒岩芳弘
    • 学会等名
      第55回セラミックス基礎討論会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター,岡山
    • 年月日
      2017-01-12 – 2017-01-13
  • [学会発表] Valence Electron Density Study on Emergence of Polar Lattice Distortion in Perovskite-type Ferroelectrics2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuroiwa
    • 学会等名
      International Conference on Technologically Advanced Materials and Asian Meeting on Ferroelectricity (ICTAM-AMF10)
    • 発表場所
      Conference Center, University of Delhi, Delhi, India
    • 年月日
      2016-11-07 – 2016-11-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural Characteristics of Perovskites Containing Lone-pair Cations2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuroiwa
    • 学会等名
      IUMRS International Conference in Asia (IUMRS-ICA)
    • 発表場所
      Qingdao International Convention Center, China
    • 年月日
      2016-10-20 – 2016-10-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Materials Structure Physics of Ferroelectrics2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuroiwa
    • 学会等名
      The 8th Japan-China Symposium on Ferroelectric Materials and Their Applications (JCFMA8)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba
    • 年月日
      2016-09-29 – 2016-10-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation of New Barium Titanate-based Nano-complex Ceramics by Solvothermal Solidification Method and Their Dielectric and Piezoelectric Enhancement2016

    • 著者名/発表者名
      S. Wada, K. Fukasawa, Y. Endo, M. Watanabe, S. Ueno, K. Nakashima, N.Kumada, E. Magome, C. Moriyoshi and Y. Kuroiwa
    • 学会等名
      The 8th Japan-China Symposium on Ferroelectric Materials and Their Applications (JCFMA8)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba
    • 年月日
      2016-09-29 – 2016-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron Charge Density Study on Order-disorder Phase Transition in Soichiometric LiTaO3 by Synchrotron Radiation X-ray Diffraction2016

    • 著者名/発表者名
      Z.-G. Zhang, E. Magome, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, Y. Hanato, S. Kawamoto and H. Tanaka
    • 学会等名
      The 8th Japan-China Symposium on Ferroelectric Materials and Their Applications (JCFMA8)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba
    • 年月日
      2016-09-29 – 2016-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] 強誘電体の分極反転に伴って変化する結晶構造の時間分割計測2016

    • 著者名/発表者名
      黒岩芳弘
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学,福岡
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 強誘電体セラミックスの電場印加放射光回折実験2016

    • 著者名/発表者名
      森吉千佳子,河口彰吾
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29 回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス,東広島
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 強誘電体材料の分極状態を創発させる結晶構造に関する放射光構造計測科学の進展2016

    • 著者名/発表者名
      黒岩芳弘
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29 回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス,東広島
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造物性研究会: 最近の研究成果の紹介2016

    • 著者名/発表者名
      黒岩芳弘,木村滋
    • 学会等名
      SPring-8シンポジウム2016
    • 発表場所
      関西学院大学神戸三田キャンパス,三田
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-08-30
  • [学会発表] Activities at BL02B1 in PU project 0078 for 20162016

    • 著者名/発表者名
      B. Iversen, J. Overgaard, V. Hathwar, M. Sist, Y. Kuroiwa, E. Nishibori
    • 学会等名
      SPring-8シンポジウム2016
    • 発表場所
      関西学院大学神戸三田キャンパス,三田
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-08-30
  • [学会発表] 粉末・多粒子X線回折による高速構造計測基盤の構築2016

    • 著者名/発表者名
      森吉千佳子,西堀英治,久保田佳基
    • 学会等名
      SPring-8シンポジウム2016
    • 発表場所
      関西学院大学神戸三田キャンパス,三田
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-08-30
  • [学会発表] BL02B2に導入された高温装置とPU活動について2016

    • 著者名/発表者名
      森吉千佳子
    • 学会等名
      SPring-8ユーザー共同体(SPRUC)構造物性研究会ユーザーミーティング
    • 発表場所
      関西学院大学神戸三田キャンパス,三田
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-08-29
  • [学会発表] Origin of High Piezoelectric Response in BaTiO3-Bi(Mg1/2Ti1/2)O3-BiFeO3 Ceramics revealed by SXRDS. Ueno, K. Nakashima and S. Wada2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Sunada, Y. Nakahira, E. Magome, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, I. Fijii, R. Iizuka,
    • 学会等名
      11th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics (KJC-FE11)
    • 発表場所
      Sungkyunkwan University, Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-08-07 – 2016-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase Transition and Emergence of Ferroelectricity in LiTaO3 studied by Synchrotron Radiation X-ray Diffraction2016

    • 著者名/発表者名
      Z.-G. Zhang, E. Magome, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, Y. Hanato, S. Kawamoto and H. Tanaka
    • 学会等名
      11th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics (KJC-FE11)
    • 発表場所
      Sungkyunkwan University, Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-08-07 – 2016-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-course Measurements of BaTiO3 Structural Changes associated with Polarization Reversal under Suddenly-applied Electric Field2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakahira, M. Ohmoto, S. Takeda, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, H. Osawa, K. Sugimoto, Y. Kitanaka, Y. Noguchi and M. Miyayama
    • 学会等名
      11th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics (KJC-FE11)
    • 発表場所
      Sungkyunkwan University, Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-08-07 – 2016-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of 3d-electrons in Face-sharing Tantanium-oxygen Octahedral by SXRD2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, D. Tsuru, E. Magome, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, Y. Hanato and H. Tanaka
    • 学会等名
      11th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics (KJC-FE11)
    • 発表場所
      Sungkyunkwan University, Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-08-07 – 2016-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Validity and Reliability of Valence Electron Density Study by SXRD for Chemical Bond Character in Metal-oxygen Polyhedra: Case of Magneli Phase Molybdenum Oxides2016

    • 著者名/発表者名
      D. Tsuru, E. Magome, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, Y. Hanato and H. Tanaka
    • 学会等名
      11th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics (KJC-FE11)
    • 発表場所
      Sungkyunkwan University, Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-08-07 – 2016-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Valence Electron Density Analysis of Ferroelectrc BiFeO32016

    • 著者名/発表者名
      T. Abe, C. Moriyoshi, E. Magome, Y. Kuroiwa, Y. Hanato and H. Tanaka
    • 学会等名
      11th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics (KJC-FE11)
    • 発表場所
      Sungkyunkwan University, Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-08-07 – 2016-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Off-centered Rare-earth Ion at A-site in BaTiO3-based Electroceramics2016

    • 著者名/発表者名
      S. Takeda, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, A. Honda, N. Inoue, S. Higai and A. Ando
    • 学会等名
      13th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity (RCBJSF) and International Workshop on Relaxor Ferroelectrics 2016 (IWRF)
    • 発表場所
      Shimane Prefectural Convention Center, Matsue
    • 年月日
      2016-06-19 – 2016-06-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Fluctuation and Ferroelectric Phase Transition in Stuffed Tridymite-type Oxide BaAl2O42016

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakahira, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, Y. Ishii and S. Mori
    • 学会等名
      13th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity (RCBJSF) and International Workshop on Relaxor Ferroelectrics 2016 (IWRF)
    • 発表場所
      Shimane Prefectural Convention Center, Matsue
    • 年月日
      2016-06-19 – 2016-06-23
    • 国際学会
  • [学会発表] 希土類・マグネシウム置換したチタン酸バリウム結晶にみられる希土類原子のオフセンター2016

    • 著者名/発表者名
      竹田翔一,安田智史,森吉千佳子,黒岩芳弘,本多淳史,井上徳之,檜貝信一,安藤 陽
    • 学会等名
      第33回強誘電体応用会議(FMA-33)
    • 発表場所
      コープイン京都, 京都
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-28
  • [学会発表] 共振状態のランガサイト振動子の時分割結晶構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      青柳 忍,大沢仁志,杉本邦久,竹田翔一,森吉千佳子,黒岩芳弘
    • 学会等名
      第33回強誘電体応用会議(FMA-33)
    • 発表場所
      コープイン京都, 京都
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-28
  • [学会発表] Piezoelectric Enhancement of New Bismuth-based Piezoelectric Materials with Pseudo-cubic Symmetry and Its Origin Based on Nano/macro Complex-domain Configurations2016

    • 著者名/発表者名
      S. Wada, R.Iizuka, S. Ueno, K. Nakashima, C. Moriyoshi and Y. Kuroiwa
    • 学会等名
      2016 International Workshop on Acoustic Transduction Materials and Devices (IWATMD)
    • 発表場所
      The Penn Stater Conference Center Hotel, PA, USA
    • 年月日
      2016-05-09 – 2016-05-12
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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