2020 Fiscal Year Research-status Report
Multivariate analysis of angle-resolved polarized Raman spectroscopy - inhomogeneity in relaxor ferroelectrics
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19K05252
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
塚田 真也 島根大学, 学術研究院教育学系, 准教授 (90570531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 康裕 立命館大学, 理工学部, 講師 (50432050)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ラマン分光 / 強誘電体 / 多変量解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
誘電・圧電材料である強誘電体は，分極のゆらぎにより誘電・圧電応答を示す。リラクサー強誘電体は，分極の階層構造に特徴があり，そのゆらぎにより通常の強誘電体の10～100倍となる大きな誘電率・圧電定数を示す。それらの起源を明らかにするためには，広い時空間で分極の構造とダイナミクスを調べる必要がある。本研究では，角度分解偏光ラマン分光に多変量解析を加えて，大量のスペクトルからリラクサー強誘電体に存在する分極の構造とダイナミクスを明らかにすることを目的としている。
2019年度は多変量曲線分解という解析手法を角度分解偏光ラマン分光法に初めて導入し，大量のスペクトルを効率的かつ情報を落とすことなく格子振動の情報を抽出できることを典型的な強誘電体であるチタン酸鉛で示した。この成果により，スペクトルの解析作業が大きく軽減された。
そして2020年度は，様々なリラクサー強誘電体を様々な温度において角度分解偏光ラマン分光実験を実施した。その結果，ナノメートル領域にピコ秒で揺らぐ分極や格子のダイナミクスを捕らえることができた。また，角度分解偏光ラマン分光における解析に加えて，ブリルアン分光においても大きな進展がみられた。音響フォノンを測定することで，ナノメートル領域の分極が誘電率を増大させる際の臨界緩和現象を観測することができ，論文として発表した。以上より，概ね順調に進展している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
多変量曲線分解を角度分解偏光ラマン分光に導入し(Jpn. J. Appl. Phys. 59, SKKA03 (2020))，これまでに種々のリラクサー強誘電体において実験を行っている。最終年度に，大量の実験結果からリラクサー強誘電体に存在する不均一構造とそのダイナミクスを抽出する。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，リラクサー強誘電体の角度分解偏光ラマン分光に関する結果をまとめるとともに，ブリルアン分光やラマンマッピングに多変量解析を応用し，大量のデータを基にリラクサー強誘電体に潜む分極の階層構造とダイナミクスに迫る。
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| Causes of Carryover |
コロナ感染症により出張経費が余った。一方で，分光器の故障があり，最終年度に修理経費を計上する。
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