高精度万能旋光計の原理を取り入れた光イメージング装置の開発

开发融合高精度万能旋光计原理的光学成像装置

基本信息

批准号：
21K04897
负责人：
三浦陽子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Suzuka National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04897/
关键词：
イメージング技術旋光性複屈折多変量解析偏光解析技術

项目摘要

10年来, 申請者は新しいイメージング測定技術を用いて, ドメイン構造を観察しながら任意の場所で定量評価ができる光イメージング装置を開発し, 様々な成果を上げてきた。しかし昨年度までの研究によって, イメージング像をピクセル毎に旋光性と複屈折を分離するには計算コストが非常に高いことが分かっていた。そこで今年度は計算コストを抑えながら光の偏光状態の変化量を計算する方法として, ビッグデータのマイニング法として知られている多変量解析法を取り入れることにした。量子常誘電体SrTiO3に対し[001]方向から外力を印加しながら光イメージング測定を行った結果, 約20Kで強誘電状態が出現することを観察した。しかし試料の場所によって発生する応力が異なるため, 光の偏光状態に大きな空間分布が現れた。そこで応力によって誘起される強誘電状態を解明するため, 相転移温度前後の30.0Kと14.1Kでの光の偏光状態の変化量に注目した。多変量解析法による全量解析を行うため, 入射光と出射光の偏光状態を表す8個の変数を2個の変数へと縮約し, その2個の変数に対して方向統計学を適用し, さらに3種類の波長の実験結果をまとめ, 1万ピクセル×12次元のデータに整えた。そのデータに対してクラスター分析を行った結果, 3種類(C1, C2, C3)のドメインに分類できた。ドメインC1では応力が集中しているため, ドメインC2とC3に比べて有意に大きな自発分極が現れた。一方, ドメインC2とC3は自発分極の大きさは同じだが, その向きがわずかに異なっていることが分かった。これらの結果から, クラスター分析によって, 応力印加によるSrTiO3の強誘電状態の分布状態が可視化できた。本手法を用いれば, 計算コストをかけることなく偏光状態の変化量が計算できることが分かった。

在过去的10年中，申请人开发了一种光学成像设备，可以使用新的成像测量技术在任何位置进行定量评估域结构，并取得了各种结果。但是，直到去年的研究表明，计算成本非常高，可以将每个像素的成像图像的光学旋转和双折射分离。因此，今年，我们决定合并一种称为大数据采矿方法的多变量分析方法，以计算光线极化状态的变化量，同时保持计算成本较低。从[001]方向应用外力的同时，对量子降压SRTIO3进行了光学成像测量，并观察到铁电状态出现在约20K处。但是，由于样品位置产生的不同应力，在光的极化状态下出现了较大的空间分布。为了阐明应力引起的铁电状态，我们集中在相变温度之前和之后的30.0k和14.1k的光的变化量上。为了使用多元分析进行完整分析，将代表入射光和发光的极化状态的八个变量还原为两个变量，并将方向统计量应用于这两个变量，并将三个不同波长的实验结果汇编为10,000个X 12尺寸的10,000个数据。在对这些数据进行群集分析后，可以将其分为三种类型（C1，C2和C3）域。由于应力集中在域C1中，因此与域C2和C3相比，出现明显更大的自发极化。另一方面，发现域C2和C3的自发极化幅度相同，但它们的方向略有不同。从这些结果中，聚类分析使我们能够可视化由于施加压力，因此SRTIO3铁电状态的分布状态。已经发现，使用这种方法，可以计算极化状态的变化量，而无需计算成本。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

強誘電分域の観察に適した複屈折イメージング像の解析手法の開発

适用于铁电畴观察的双折射成像图像分析方法的开发

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
豊田健晟;橋口隆仁;三浦陽子;真中浩貴
通讯作者：
真中浩貴

複屈折イメージング法を用いたKH2PO4の強誘電相転移の観測

双折射成像法观察KH2PO4中的铁电相变

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
豊田健晟;三浦陽子;真中浩貴
通讯作者：
真中浩貴

強誘電体KH2PO4の複屈折イメージング測定による強誘電相転移機構の検証

通过铁电KH2PO4双折射成像测量验证铁电相变机制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
豊田健晟;三浦陽子;真中浩貴
通讯作者：
真中浩貴

複屈折イメージング法を用いた磁性強誘電体(C2H5NH3)2CuCl4の強誘電転移の観測II

利用双折射成像方法观察磁性铁电材料(C2H5NH3)2CuCl4中的铁电转变II

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
真中浩貴;飯伏隆盛;三浦陽子
通讯作者：
三浦陽子

複屈折イメージング法による強誘電体KH2PO4のドメイン形成過程の観察Ⅱ

双折射成像方法观察铁电KH2PO4的畴形成过程II

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
豊田健晟;三浦陽子;真中浩貴
通讯作者：
真中浩貴

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