Study of the atomic-scale in-situ process of mechanoluminscence

原子尺度机械发光原位过程研究

• 批准号: 22H01529
• 负责人: 鄭 旭光
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Saga University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01529/
• 关键词: 応力発光; ミュオンスピン緩和; ミュオニウム; ミュオン実験; 動的過程; 発光メカニズム

「応力発光」と名付けたこれら応力発光物質は、低い力学刺激でも発光することから、バイオイメージング、応力分布可視化・破壊予知・亀裂診断など、人工骨から橋梁や石油タンクなどの巨大建造物の健全性診断まで適用でき、中高期に入った社会インフラ等の保守点検および安全・安心な社会を支える要素技術として強く期待されている。中でも、圧電体を母体材料とした応力発光材料は、さらに様々な電子制御機能が可能になることから、電気―力―光の多元変換が可能というポテンシャルをもつことで、応力発光の新展開が期待されており、諸外国からも強い関心が持たれ追随の動きが活発で急峻である。しかし、追随研究も含め今までの研究は応力発光の性能向上と材料開発を中心に行わってきており、これら画期的な応力発光性に潜む電子物性メカニズムは、実質上、現象的な考察しか行われていない。メカニズムの解明は、本格的な新学術領域展開のカギとなり、大規模応用へのブレークスルーをもたらす。現象的なメカニズム論では、圧力印加時のひずみエネルギーが欠陥などにトラップされた発光中心由来の電子を励起し、発光をもたらすと想定されている。実際透過電顕でSAO結晶において圧力印加に伴う転位の可逆的な運動を観察し、トラップ電子の励起の裏付けを得ている。このように発光中心と格子欠陥のダイナミックな連携相互作用過程の解明が応力発光の飛躍的展開の要であると捉えることができ、我々はアトミックスケールでのin-situ動的発光過程の研究を着想した。ミュオンビームを使って初期実験を行った結果、ミュオンスピン緩和が応力発光性と強い相関があることを発見し、更なる研究の指針を得た。さらに酸化物応力発光体の単結晶成長に成功し、ミュオン実験による応力発光の動的過程の本格化に成功している。同時に応力発光低次元結晶において新規強磁性を発見した。

"Force light emission" is the name of the force light emission substance, the low mechanical stimulation, the light emission, the visualization of force distribution, the prediction of damage, the diagnosis of crack, the artificial bone, the bridge, the oil, the health diagnosis of huge structures. In the medium and high term, social security and other conservative points are expected to increase. In the middle of the film, the mother material of the electric body and the light emitting material, the electronic control function is possible, and the multi-dimensional transformation of the electric force and the light is possible. The research on optical properties of materials is carried out in the center of material development, and the optical properties of materials are studied qualitatively and qualitatively. The new academic field of this field has been developed in a large-scale way. The theory of phenomenon is that the electron excitation and emission of light in the center of the light source are determined by the internal energy of the light source. In fact, SAO crystallization is characterized by high pressure and reversible motion, and the excitation of electrons is achieved. A study on the evolution of light from the center of light to the lattice interaction process is proposed. The results of the initial phase of the study were found to be moderate and strong. In the past, the crystallization of the acid compound was successfully carried out, and the mechanical process of the acid compound was successfully characterized. At the same time, the new ferromagnetism was discovered in the low-dimensional crystallization of light.

项目成果

Investigation of Muonium Formation and Magnetism in Mechanoluminescent (SrEu)Al2O4

机械发光 (SrEu)Al2O4 中锷形成和磁性的研究

• 发表时间: 2023
• 期刊: KEK Progress Report 2022-7
• 作者: X. G. Zheng;I. Yamauchi;A. Urata;A. Koda;S. Nishimura;J. G. Nakamura;R. Kadono;and C. N. Xu
• 通讯作者: and C. N. Xu