2021 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
19K23567
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
徳田 誠 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60849321)
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Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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Keywords | 超重力場 / 構造解析 / 不均一性 / SrTiO3 / 平均構造解析 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の期間内に高温超遠心機の重故障し,復旧に多大な時間を要した.コロナ禍と装置の状況を鑑み,補助事業期間中での新たな高温超遠心処理の試料を作成することが困難と判断し,超重力場誘起の構造的不均一性の評価へと方針を転換した.100万Gレベルの高加速度場により物質内に誘起された構造的・化学的なナノスケールの不均一領域は十分に理解されていない.本研究では高温超遠心機を利用して固体材料内に超重力場誘起の不均一な構造的な歪みを導入し,その評価を行う.外場である重力場を利用し固体材料内に誘起されたナノスケールの不均一領域は未解明であり,その解析技術の開発は本研究の対象だけではなく,例えば放射線損傷による結晶構造の乱れ(メタミクト化)の解析など多くの構造的あるいは化学的な不均一領域をもつ材料の解析に応用できる. 高温下での超遠心場処理による固体試料への構造歪の導入と構造評価を主たる目的とする.本研究では,その目的のため,量子常誘電体SrTiO3を対象に選んだ.本研究では,SrTiO3単結晶試料に対して,特定の結晶方位に対して平行に高温超遠心処理を行い,回収試料の偏光顕微鏡観察,ラマン分光スペクトル測定,単結晶平均構造解析,誘電特性(P-E, I-V曲線)測定を行った. 偏光顕微鏡を用いたクロスニコル観察において,超重力場処理により試料内に光学的に不均一な領域が存在することを確認した.ラマンスペクトルではTiO6八面体の振動モードに変化が見られ,Ti原子の局所的環境構造の乱れが観測された.未処理試料と超重力場処理試料の結晶片を用いて単結晶X線回折実験を行い,その回折データを用いて平均構造解析を行った.超重力場試料の単位格子体積は未処理試料の体積に対して8.3%膨張している.超重力場処理後の回折データは平均構造モデルでは説明できず,結晶片内に不均一な格子歪が存在することを示唆している.
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