Multivariate analysis of angle-resolved polarized Raman spectroscopy - inhomogeneity in relaxor ferroelectrics

角分辨偏振拉曼光谱的多变量分析 - 弛豫铁电体的不均匀性

基本信息

批准号：
19K05252
负责人：
塚田真也
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K05252/
关键词：
ラマン分光強誘電体多変量解析

项目摘要

角度分解偏光ラマン分光法では，従来のラマン分光で1つのスペクトルデータしか得られなかったところで散乱配置の異なる多くのデータを取得でき，格子振動や格子緩和といった動的な情報だけでなく結晶構造のような静的な情報(ラマンテンソルの対称性)も取得することが可能である。しかし，大量の情報を一度に取得するので，物質に関わる情報を省くことなく効率的に解析する手法が求められていた。本研究では，誘電材料や圧電材料として使われている物質の「強誘電体」において，角度分解偏光ラマン分光で得られる大量のスペクトルを多変量解析で効率的に解析し，リラクサー強誘電体における不均一構造を明らかにすることを目的としている。○[2019年度]多変量曲線分解という行列を分解する手法を角度分解偏光ラマン分光法に初めて導入した。大量のスペクトルを効率的に処理し，情報を落とすことなく格子振動の情報を抽出できることを示した。この成果により，スペクトルの解析作業が大きく軽減された。○[2020年度]は，様々なリラクサー強誘電体において，角度分解偏光ラマン分光実験を実施した。多変量曲線分解を用いて効率的に解析を行い，異なる試料間の情報を比較した結果，不均一構造(化学的秩序領域)の情報を抽出することができた。○[2021年度]は，この解析の効率化を基に，様々な強誘電体へと研究対象を広げるとともに，第一原理計算を基にした格子振動の可視化を行った。○[2022年度]は，位置を変えて角度分解偏光ラマン分光を行う「角度分解偏光ラマン顕微鏡」の開発を行った。実験で得られる位置・偏光角度が異なる大量のスペクトルを多変量解析で効率的に処理し，自発分極の配置や揺らぎのはやさを決めることに成功した。

使用角度分辨的极化拉曼光谱法，当仅通过传统的拉曼光谱获得一个光谱数据时，可以获得许多具有不同散射排列的数据，并且不仅可以获得诸如晶格振动和晶格振动之类的动态信息，还可以获得等静态信息，例如晶体结构（Raman tensor的对称性）。但是，由于立即获取大量信息，因此需要一种有效分析它的方法，而无需省略与物质有关的信息。这项研究旨在使用多变量分析阐明在铁电材料中用作介电材料和压电材料，通过角度分析用作介电材料和压电材料的角度分辨偏振法获得的大量光谱，以阐明在宽松铁中的非均匀结构。 ○[2019]将称为多元曲线分解的基质分解方法引入到角度分辨的极化拉曼光谱中。已经显示，可以有效地处理大量光谱，并且可以在不删除信息的情况下提取有关晶格振动的信息。该结果大大减少了光谱分析工作。 ○在[2020]中，在各种松弛者的铁电脑上进行了角度分辨的偏振拉曼光谱实验。使用多元曲线分解对分析进行了有效进行分析，并比较了不同样品之间的信息，并提取了有关异质结构（化学顺序区域）的信息。 ○[2021]基于此分析的效率，我们将研究主题扩展到各种铁电基因，并根据第一原理计算可视化的晶格振动。 ○在[2022]中，我们开发了一个“角度分辨的偏振拉曼显微镜”，该显微镜执行具有不同位置的角度分辨偏光拉曼光谱。我们使用多变量分析在实验中获得了不同位置和极化角度的大量光谱，并成功地确定了自发极化的波动的排列和易度性。