変調構造をもつ希土類鉄酸化物におけるフェイゾンの実空間観察とその起源

22年度は層状鉄酸化物の単結晶合成について、酸素分圧コントローラを用いた酸素分圧の精密制御により、ポストアニールなしで変調構造の長距離秩序が発達する単結晶試料の合成に成功した。その過程でわずかな酸素欠損により変調波数ベクトルが変化することも分かった。さらに、新しく陽イオンの不定比性も生じることがわかり、変調構造にも影響することが分かった。得られた良質単結晶試料について、電子線誘起フェイゾンを21年度に確立した高速STEM法により確認した。さらに、収束電子線回折法においてもフェイゾンによるものと考えられる動的挙動を確認した。それについては動画撮影も可能であったため、これまでよりも高い時間分解能でのフェイゾンの計測の可能性を示唆した。電場印加その場観察については、FIBにより作製したテスト試料を用いて実験を行い、高分解能TEM像の観察と同時にIVカーブを取得する方法を確立できた。ただし、接触抵抗の問題など、実試料の測定には注意を払うべき問題点が見出された。これまで研究対象としてきたYb2Fe3O7の関連化合物であるYbFe2O4について、高速STEM法で観察したところ、Yb2Fe3O7と同様、電子線誘起フェイゾンを見出すことができた。我々が用いたYbFe2O4は平均的には非極性構造をもつと考えられたが、フェイゾン発生時、局所的には分極構造が発生していることが示唆された。この系についても電子線による構造解析には注意が必要であることが分かった。

22年度は層状鉄酸化物の単結晶合成について、酸素分圧コントローラを用いた酸素分圧の精密制御により、ポストアニールなしで変調構造の長距離秩序が発達する単結晶試料の合成に成功した。その過程でわずかな酸素欠損により変調波数ベクトルが変化することも分かった。さらに、新しく陽イオンの不定比性も生じることがわかり、変調構造にも影響することが分かった。得られた良質単結晶試料について、電子線誘起フェイゾンを21年度に確立した高速STEM法により確認した。さらに、収束電子線回折法においてもフェイゾンによるものと考えられる動的挙動を確認した。それについては動画撮影も可能であったため、これまでよりも高い時間分解能でのフェイゾンの計測の可能性を示唆した。電場印加その場観察については、FIBにより作製したテスト試料を用いて実験を行い、高分解能TEM像の観察と同時にIVカーブを取得する方法を確立できた。ただし、接触抵抗の問題など、実試料の測定には注意を払うべき問題点が見出された。これまで研究対象としてきたYb2Fe3O7の関連化合物であるYbFe2O4について、高速STEM法で観察したところ、Yb2Fe3O7と同様、電子線誘起フェイゾンを見出すことができた。我々が用いたYbFe2O4は平均的には非極性構造をもつと考えられたが、フェイゾン発生時、局所的には分極構造が発生していることが示唆された。この系についても電子線による構造解析には注意が必要であることが分かった。