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米田 安宏
JSAP Review (Internet), 2023, p.230202_1 - 230202_7, 2023/00
強誘電体の高品位化においては、単相試料であるか否かを判別することが重要である。そこで、我々は不純物の検出に従来用いられているX線回折に加えて2体相関分布関数(PDF)を使うことによって微量な偏析相の検出法の開発を行った。BaTiO
-BiFeO固溶体の場合、X線回折パターンでは菱面体晶構造単相でフィットすることができるため、試料は単相のように思われた。しかし、得られた回折パターンからPDFを算出すると、平均構造から計算される菱面体晶構造由来の成分だけでなく、BaTiOの成分が混入しており、偏析が起こっていることが判明した。このように通常のX線回折に加えてPDFを併用することでナノスケールオーダーの微小な偏析相の検出が可能になるため、試料の質に関する詳細な情報が得られる。
米田 安宏
応用物理, 91(12), p.729 - 735, 2022/12
強誘電体の高品位化においては、単相試料であるか否かを判別することが重要である。そこで、我々は不純物の検出に従来用いられているX線回折に加えて2体相関分布関数(PDF)を使うことによって微量な偏析相の検出法の開発を行った。BaTiO-BiFeO固溶体の場合、X線回折パターンでは菱面体晶構造単相でフィットすることができるため、試料は単相のように思われた。しかし、得られた回折パターンからPDFを算出すると、平均構造から計算される菱面体晶構造由来の成分だけでなく、BaTiOの成分が混入しており、偏析が起こっていることが判明した。このように通常のX線回折に加えてPDFを併用することでナノスケールオーダーの微小な偏析相の検出が可能になるため、試料の質に関する詳細な情報が得られる。
-BaTiO solid solutions米田 安宏; Kim, S.*; 森 茂生*; 和田 智志*
Japanese Journal of Applied Physics, 61(SN), p.SN1022_1 - SN1022_10, 2022/11
被引用回数：1 パーセンタイル：17.38(Physics, Applied)(1-
)BiFeO-BaTiO固溶体の局所構造解析を放射光高エネルギーX線回折実験で得られたデータをPDF解析することによって行った。まず、XAFS実験を行いサンプルスクリーニングを行ったところ、BiFeOリッチな組成での構造揺らぎが大きいことがわかった。そこでBiFeOリッチな組成のサンプルのPDF解析を行った。その結果、平均構造は立方晶構造であるものの局所構造は菱面体晶構造で再現でき、さらに揺らぎの大きな組成では菱面体晶の対称性を破る変位があることがわかった。
NaTiO in high-temperature phases米田 安宏; 野口 祐二*
Japanese Journal of Applied Physics, 60(SF), p.SFFA08_1 - SFFA08_10, 2021/11
被引用回数：4 パーセンタイル：36.85(Physics, Applied)BiNaTiO(略称、BNT)は)は非鉛材料でありながら比較的大きな圧電特性を示すため、多くの研究が行われてきた。我々は化学量論的に正しい組成を持つ高品位BNTを用いて局所構造解析を行い、Bi/Naの局所的なオーダー構造を見出した。BNTは400
Cで常誘電体相へと相転移するが、高温相において、新たなdisorder構造が高温相で出現すると考えた。そこで、高温相において、放射光高エネルギーX線を用いた2体相関分布関数(PDF)解析を行った。その結果、BNTは200CからBiがシフトし、このシフト量が相転移のオーダーパラメーターとなってることを見出した。
Nb
)O米田 安宏; 谷口 博基*; 野口 祐二*
Journal of Physics; Condensed Matter, 33(3), p.035401_1 - 035401_8, 2021/01
被引用回数：4 パーセンタイル：33.7(Physics, Condensed Matter)放射光高エネルギーX線回折実験を用いて、リラクサーPb(MgNb)O (PMN)のナノスケール構造解析を行った。PMNはよく知られたリラクサー強誘電体であるが、平均構造が立方晶構造であることから、強誘電性のミクロ構造を説明するために種々のモデルが提案されてきた。我々は2体相関分布関数法(pair distribution function, PDF)を使って20nmまでの広いレンジの局所構造解析を行った。
in high-temperature cubic phase米田 安宏; 谷口 博基*; 北中 佑樹*; 野口 祐二*
Ferroelectrics, 538(1), p.57 - 62, 2019/05
被引用回数：5 パーセンタイル：27.39(Materials Science, Multidisciplinary)チタン酸鉛の高エネルギーX線回折実験を行った。回折データから2体相関分布関数(PDF)を用いて局所構造解析を行った。高温相の立方晶相では平均構造からのズレが確認された。平均構造から逸脱した鉛原子は周囲の鉛で独自のPb-O-Pbネットワーク構造を形成していることを示した。
米田 安宏; 尾原 幸治*; 永田 肇*
Japanese Journal of Applied Physics, 57(11S), p.11UB07_1 - 11UB07_6, 2018/11
被引用回数：15 パーセンタイル：59.6(Physics, Applied)非鉛圧電体材料の母相として期待されているニオブ酸カリウムの局所構造解析をX線二体相関分布関数法を用いて行った。広い温度領域で局所構造解析フィッティングを行った結果、ユニットセル以下の短距離構造は菱面体晶構造だけが、唯一実験的に得られたデータを再現できるモデルであることがわかった。この菱面体歪みは4つの相をまたいで維持されていることがわかった。
and AgNbO
modified by Li substitution米田 安宏; 青柳 倫太郎*; Fu, D.*
Japanese Journal of Applied Physics, 55(10S), p.10TC04_1 - 10TC04_5, 2016/10
被引用回数：6 パーセンタイル：29.26(Physics, Applied)X線吸収微細構造(XAFS)と2体相関分布関数(PDF)を併用して、NaNbO及びLi置換したNa
Li
NbOの局所構造解析を行った。NaNbOは室温で反強誘電体として知られ、室温以下では反強誘電体の斜方晶と強誘電体の菱面体晶相が混在する温度領域が広く存在するため、相転移の全容は未だ明らかにはなっていない。我々は局所構造解析によって最低温相が菱面体晶構造であることを明らかにし、さらに秩序-無秩序型の相転移を仮定することでLi置換効果が理解できることがわかった。また、同様の現象がAgNbOにおいても観測されたため、これについても述べる。
岡本 芳浩; 赤堀 光雄; 伊藤 昭憲; 小川 徹
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.638 - 641, 2002/11
LiCl-KCl共晶塩中の、UCl融体の局所構造について、U原子L吸収端XAFS測定によって調べた。XAFS測定は、高エネルギー加速器研究機構の放射光実験施設BL27Bで実施した。ウラン水素化物の塩化によって調製した、UCl
を亜鉛粉末で還元してUClを得た。カーブフィッティング解析の結果、最近接U
-Cl
相関に関する構造情報を得た。MD計算とXAFSシミュレーションコードFEFF8の併用から、最近接U-Cl相関の相互作用について評価した。また、いくつかのウランハロゲン化物のXANES測定を行い、そのシフトから原子価について評価した。
岡本 芳浩; 福島 和子*; 岩舘 泰彦*
Journal of Non-Crystalline Solids, 312(314), p.450 - 453, 2002/10
溶融臭化亜鉛の構造を、Zn及びBr双方のXAFSを測定することによって調べた。解析から、融体中で(ZnBr)
四面体錯体が存在し、Brイオンを共有することで複数の四面体がネットワーク構造を作り上げている可能性があることを示唆する結果が得られた。これは溶融ZnCl
の構造に良く似ている。得られたXAFSデータを、分子動力学計算とその出力を使用したFEFF計算から再現した。XAFSデータを良好に再現するMD計算では、四面体錯体の存在やネットワーク構造の存在を示す結果が得られた。
岡本 芳浩; 赤堀 光雄; 本橋 治彦*; 伊藤 昭憲; 小川 徹
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 487(3), p.605 - 611, 2002/07
被引用回数：27 パーセンタイル：83.24(Instruments & Instrumentation)希土類塩化物のような空気中で活性な溶融塩系の局所構造を調べるために、最高到達温度1000
の高温XAFS測定システムを開発した。砂時計型の石英セルの上部タンクに固体試料を減圧状態でセットし、電気炉で溶融させ、厚さ0.1mm(0.2mm)の融体パスを通過するところで、XAFS測定を実施した。石英の吸収のために、10keV以上のエネルギー領域に測定が限られたが、本測定システムで吸湿性の高い活性な溶融塩系のXAFS測定が可能であることを確認した。
石田 恒
Proceedings of the International Conference on Bioinformatics 2002 (CD-ROM), 6 Pages, 2002/02
核酸などの強い静電相互作用を持つ生体高分子の分子動力学には、高速かつ高精度なアルゴリズムが不可欠である。今回、静電相互作用を能率的に取り扱いながら時間ステップを増大するため、高速多重極子展開法(FMM)とマルチ時間ステップ法(MTS)を併用するアルゴリズムを構築した。FMMは計算領域をツリー階層的なセルに分割し、静電相互作用を高速かつ高精度に計算する。なお、このFMMは空間分割法で並列化された。MTSではLiouville演算子の高次展開法を用いてFMMにおけるセルの階層に適用できるようにした。この手法を用いて7,8-dihydro-8-oxoguanine(8-oxoG)を含む8-oxoG DNAの分子動力学を実行した。その結果、8-oxoG付近で主鎖角
-
がB
構造,グリコシド結合角
がhigh-
構造,
が異常に低い構造をとることがわかった。また、主成分解析により8-oxoG付近の水和構造の変化が8-oxoG DNAの構造遷移のきっかけとして働いていることがわかった。
下山 巖
放射光, 15(1), p.12 - 19, 2002/01
窒化炭素はダイヤモンドを越える超硬物質となる可能性が指摘されており、その合成が盛んに試みられているが、合成された材料の原子レベルでの構造はまだ不明な点が多い。われわれのグループでは放射光の偏光特性を用いて窒化炭素薄膜の原子レベルの局所構造を調べ、薄膜中にC≡N三重結合をもつシアン構造、C=Nに重結合をもつピリジン構造,グラファイトのCがNで置換されたグラファイト構造の3つが存在することを明らかにした。本論文では窒化炭素薄膜の局所構造解析に用いた吸収端近傍X線吸収微細構造(NEXAFS)の手法と結果を詳しく解説するとともに、X線光電子分光法(XPS)との比較からその有用性について論じた。
Eu-M
ssbauer spectroscopic study of the fluorite-type oxide solid solutions, Eu
M
O
(M=Zr,Ce)(0
y1.0)正木 信行; Guillermo, N. R. D.; 音部 治幹; 中村 彰夫; 泉山 ユキ*; 日夏 幸雄*
Advances in Science and Technology, 29, p.1233 - 1240, 2000/00
Eu-メスバウア分光法及び粉末X線回折法を用いて、螢石型酸化物固溶体系EuMO (M=Zr,Ce)(0y1.0)中のEuの周囲の局所(欠陥)構造を明らかにする検討を行った。得られたEuのアイソマーシフト(IS)は、ジルコニア系(M=Zr)ではパイロクロア相の生成するy~0.5近傍で最小値を取ることを見いだした。他方、セリア系(M=Ce)では、それはyとともにスムーズに増加した。結晶学的データに基づき、両系でのこのようなIS挙動の顕著な相違を矛盾なく解釈することのできるモデルを提案した。これらの結果は、同一の所謂「欠陥型螢石型相」においても、両者、すなわち安定化ジルコニア系とドープトセリア系のそれは、構造的にはかなり異なった局所構造を持つことを示している。
片山 芳則; 服部 修平*; 森本 吉紀*; 戸田 直博*; 森 博子*; 小林 智樹*; 辻 和彦*
Review of High Pressure Science and Technology, 7, p.251 - 253, 1998/00
結晶テルルはらせん鎖が基本単位である。鎖内で各原子は2配位共有結合でつながり、その結合長は2.835Aである。第2近接原子は隣接鎖上にあり、その距離は3.495Aである。この値はファンデアワールス半径の2倍、4.4Aよりもずっと小さく、鎖間に比較的強い結合があることを示唆している。鎖内及び鎖間の結合の圧力変化を調べるために、高温高圧でのテルルK吸収端のEXAFS測定を行った。実験は高エネルギー物理学研究所、放射光実験施設、BL14Aステーションで、パリ-エディンバラ型プレスを用いて行い、2.4GPa、550Cまでの測定に成功した。解析の結果から求められた第1及び第2近接原子間距離の圧力変化は過去のX線回折実験の結果とよく一致した。平均二乗変化は第1、第2近接原子とも圧力とともに同様に減少した。これは同じ構造を持つセレンとは異なるのでこの理由について議論する。
水木 純一郎
日本結晶学会誌, 39(1), p.31 - 36, 1997/00
日本結晶学会誌の特集号に掲載されるもので、新しい局所構造解析手法であるDAFSについて、その原理と応用例、今後の発展を述べた。DAFSは、回折法とXAFS法を組み合わせた局所構造解析手法でありそれぞれの方法では得られないsite-selectivityとspatial selectivityを有する。これらを界面構造研究例Si/B-√3
√3/Ge
Si
(111)と、高温超伝導体YBaCuO
で示し、有効性を議論する。また、この方法は今後SPring-8のような第3世代の放射光光源を使うことにより、欠陥、表面、相転移などに応用できることを述べている。
米田 安宏
no journal, ,
原子力機構は大型放射光施設SPring-8の偏向電磁石ビームラインに
型回折計を設置している。この回折計を利用した構造解析の一例として2体相関分布関数法(atomic pair-distribution function, PDF)の結晶試料への適用例を紹介する。また、原子力機構ではこの装置を特に原子力材料へ活用することを積極的に進めている。一例としてマイナーアクチノイド(MA)燃料模擬物質DyZr
Nの局所構造解析を紹介する。
中距離レンジ構造の解明米田 安宏
no journal, ,
放射光X線を用いた局所構造解析手法の一つである2体相関分布関数法に関する招待講演を行った。PDF解析は局所構造だけでなく、ナノスケールオーダーの中距離レンジ構造まで広く適用することができる。ドメインを介した物性発現機構を持つ強誘電体には必須の構造解析手法である。リラクサー強誘電体の構造解析では、平均構造からずれた鉛の構造がPDF解析によって可視化できることを示した。
の高温相の局所構造解析米田 安宏; 谷口 博基*; 北中 佑樹*; 野口 祐二*
no journal, ,
チタン酸鉛(PbTiO)は室温において大きなc/a比を持つ正方晶構造である。490Cで常誘電体相へと相転移し、構造は立方晶へと変化する。しかしながら、常誘電体相への転移点直上では、中性子非弾性散乱によって依然として強誘電体のフォノンモードが観測されている。そこで、自発分極が反転可能な高品位の試料を用いて、高エネルギーX線回折実験を行い、室温から800Cまで広い温度領域で構造解析を行った。短距離秩序構造解析を原子2対分布関数(atomic pair-distribution function: PDF)を用いて行った。PbTiOの800Cで観察された局所構造とリラクサーPb(MgNb)O(PMN)の室温における局所構造を比較したところ、リラクサーPMNと同様のネットワーク構造がPbTiOの高温相でも存在していると考えられる。
社本 真一
no journal, ,
現在のナノサイエンスでは、空間群に基づいた標準的な結晶構造解析が困難になっており、結晶構造の特定の乱れを観察することができない。無機固体であっても、液晶のような液相と固相の間でさまざまな新しい状態が発見されている。これは結晶構造に限らず、さまざまな電子状態や磁気状態にも拡張できることがわかってきている。
