SuperHRPDを活用した機能性物質の構造科学研究

Structural study of functional materials using SuperHRPD

萩原 雅人   ; 鳥居 周輝*; 山内 沙羅*; 神山 崇*

Hagihara, Masato; Torii, Shuki*; Yamauchi, Sara*; Kamiyama, Takashi*

粉末中性子回折は物質科学を支える強力な手段であり、物質構造科学上の知見を得る手段として定着している。その中で高分解能回折は通常の分解能での回折実験で得られ難い科学的知見をもたらしてきた。一例を挙げれば、英国ISISの高分解能粉末中性子回折装置HRPDは、フラーレンの相転移や負の熱膨張の結晶学的研究などの当時の他の中性子回折装置では難しい科学的知見を物質科学にもたらした。MLFに設置されているSuperHRPDは中性子回折計では世界最高分解能(d/d=0.0365%)をもち、強度やS/Nにおいては他のTOF回折装置より優れている。Super-HRPDの目指すサイエンスは装置性能を生かし、他の装置では観測されなかったSymmetry Breakingを発見し新しい科学的知見に繋げることである。表題のタイトルでプロジェクト型S型課題2019S05を推進して、令和3年度は3年目で、新たに数名S型課題に参加している。装置側の整備として、分解能に関しては2015年に背面バンクの検出器を8mmPSDに換装することで実現されたが、以降様々なサイエンスに対応するために試料環境を準備している。昨年度は高温試料環境の修理および整備を行ない、0.9K-1170Kまでの測定が可能にしている。14Tマグネットについても、0-14Tの磁場領域、1.3K-300Kの温度領域で磁場、温度を変えながら自動測定するに至っている。SuperHRPDとしては装置グループのメンバーが減りつつある中で苦しい装置運営が続くが、令和4年度以降の体制に向けての準備を進めている。当日は試料環境機器の整備状況を紹介や、実際にこれらの試料環境機器を用いたサイエンスを紹介する。また粉末リートベルト解析ソフトウェアZ-Rietveldの近況についても紹介する予定である。

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