利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.26】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23HK0049

利用課題名 / Title

EELSによるTmFe₂O₄のFe層の価数分布の検証

利用した実施機関 / Support Institute

北海道大学

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

電子顕微鏡/ Electronic microscope,量子効果/ Quantum effect,電子顕微鏡/ Electronic microscope,量子効果/ Quantum effect

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

小西伸弥

所属名 / Affiliation

京都大学大学院工学研究科材料化学専攻

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

李思慧 ,田中勝久

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

大多亮

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

HK-101：ダブル球面収差補正走査透過型電子顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

TmFe₂O₄において、室温でFeの層間で2価、3価の頻度に差があることが分かった。すなわち、層間で自発分極が生成することが分かった。層間の自発分極が同方向に向いているのか、反平行に向いているのか、実験で明確にすることを目的とする。

実験 / Experimental

室温で、Feが2層に整列している領域に電子線を走査した。電子エネルギー損失分光（EELS)法により層間のFe2価とFe3価の頻度を求めた。最初に測定した層間のFeを1層目と定義して、下部の2層目の層間のFe2価とFe3価の頻度を求めた。1層目、2層目の頻度から電荷の偏りがわかるため、自発分極が同方向に向いているのか、反平行に向いているのかを明らかにできる。

結果と考察 / Results and Discussion

1層目、2層目のUpper layer、 Lower layerの各Fe2価、3価の頻度から電荷の偏りを求めた。その結果、1層目のUpper layerでは、3価の頻度が高く、Lower layerでは、2価の頻度が高かった。2層目のUpper layerでは、3価の頻度が高く、Lower layerでは、2価の頻度が高かった。EELSの結果をスペクトル分離して2価と3価の頻度を数値化した。その結果を表にまとめた。1層目、2層目、共に自発分極は平行に整列していることが分かった。これはSS-PFMから求められた強誘電体の結果を支持していた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

小西伸弥、大多亮、田中勝久　TmFe2O4への電場印加に伴う鉄イオン間の電荷移動：STEM-EELSによる直接観察　日本物理学会　第78回年次大会

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件