フェロイック物質の分域壁内ダイポール構造とそのダイナミクス

铁质材料磁畴壁内的偶极子结构及其动力学

• 批准号: 21H01010
• 负责人: 横田 紘子
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology (2023)Chiba University (2021-2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01010/
• 关键词: フェロイック; 分域壁; 内部構造; 非線形光学; 光第2高調波; 強弾性体; 反位相境界; フェロアキシャル; ドメイン境界

フェロイック物質においては分域構造が必然的に存在し、これらの分域構造を隔てているのが分域境界である。従来、この分域境界は幅が狭いこともあり、研究が行われていなかったが、この10年で理論・実験の両側面から研究が進んでおり、分域とは異なる構造や性質を示すことが次々に報告されている。本年度は昨年度に引き続き分域境界の対象を広げ、反位相境界に着目した実験を行った。反位相境界は強弾性体に限らず、多くの物質系において存在し、かつ高密度化することができるため、メモリへの応用が期待できる。光第2高調波顕微システムを用いて反位相境界観察を行った結果、反位相境界が極性を有することを明らかにした。また、応力を印加することによって反位相境界の数が増加し、それによって極性が強くなることを実験的に明らかにした。シミュレーションを併用することによって、この実験結果が確かに再現できることが分かった。一方で、散漫散乱実験を並行して行った。その結果、光第2高調波測定で得られたのと同様に反位相境界が多数存在し、かつ応力を印加することによってその向きを反転させることができることを明らかにした。電場印加によってこの傾向が強くなることも明らかにした。これらの結果に関してはAdvanced Materialsに掲載済みである。さらに本年度はフェロアキシャルと呼ばれる新しいフェロイック物質についても実験を開始した。フェロアキシャルは第4のフェロイック物質として注目を集め始めた物質群である。強弾性体に代替される物質として注目されているがあまり実験が行われていないのが現状である。この物質群についても実験を開始し、ドメインの可視化に成功するなど成果を上げてきている。

铁质材料中不可避免地存在畴结构，并且畴边界将这些畴结构分开。过去，这个领域边界没有被研究，因为它很窄，但在过去的10年里，研究从理论和实验方面都取得了进展，并且它表现出了与正在报道的领域不同的结构和性质。先后。今年，继去年之后，我们扩大了域边界的范围，并进行了以反相边界为重点的实验。反相边界不仅存在于铁弹性材料中，而且存在于许多材料系统中，并且可以做得非常致密，因此有望应用于存储器。使用光学二次谐波显微镜系统观察反相边界的结果表明，反相边界具有极性。我们还通过实验证明，施加应力会增加反相边界的数量，从而增强极性。发现通过结合使用模拟可以可靠地再现该实验结果。同时，平行进行漫散射实验。结果，我们发现存在许多反相边界，类似于通过光学二次谐波测量获得的边界，并且它们的方向可以通过施加应力来反转。还表明，当施加电场时，这种趋势变得更强。这些结果已发表在《先进材料》杂志上。此外，今年我们开始对一种称为铁轴的新型铁质材料进行实验。铁轴材料是作为第四种铁质物质开始引起关注的一组物质。虽然它作为一种可以替代铁弹性材料的材料而受到关注，但目前对其进行的实验并不多。我们也开始了对这组物质的实验，并取得了成功可视化域等成果。

项目成果

Three-dimensional imaging of ferroaxial domains using circularly polarized second harmonic generation microscopy

使用圆偏振二次谐波发生显微镜对铁轴域进行三维成像

• DOI: 10.1038/s41535-022-00515-w
• 发表时间: 2022-11-03
• 期刊: npj Quantum Materials
• 影响因子: 5.7
• 作者: H. Yokota;T. Hayashida;Dan Kitahara;T. Kimura
• 通讯作者: T. Kimura

Xi'an Jiotong University(中国)

西安交通大学（中国）

Tuning of Polar Domain Boundaries in Nonpolar Perovskite

非极性钙钛矿中极性域边界的调整

• DOI: 10.1002/adma.202207665
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 29.4
• 作者: An Zheyi;Yokota Hiroko;Kurihara Kyomaru;Hasegawa Nozomu;Marton Pavel;Glazer Anthony Michael;Uesu Yoshiaki;Ren Wei;Ye Zuo‐Guang;Pasciak Marek;Zhang Nan
• 通讯作者: Zhang Nan

円偏光光第2高調波顕微システムによるferroaxialドメインの可視化

使用圆偏振光二次谐波显微镜系统可视化铁轴域

• 发表时间: 2023
• 作者: 横田紘子;林田健志;北原暖;木村剛
• 通讯作者: 木村剛

Polar antiphase boundaries in PbZr1-xTixO3

PbZr1-xTixO3 中的极性反相边界

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroko Yokota