機能性材料の性質決定に不可欠な不純物の原子位置決定に世界初の成功
機能性材料の性質決定に不可欠な
不純物の原子位置決定に世界で初めて成功
−新規材料の開発に新たな指針−
平成29年12月28日
熊本大学
高輝度光科学研究センター
広島市立大学
名古屋工業大学
広島工業大学
富山大学
高エネルギー加速器研究機構
九州シンクロトロン光研究センター
台湾國家同歩輻射研究中心
山形大学
概要
熊本大学の細川伸也教授、Jens R. STELLHORN外国人特別研究員は、高輝度光科学研究センター、広島市立大学、名古屋工業大学、広島工業大学、富山大学、高エネルギー加速器研究機構、九州シンクロトロン光研究センター、台湾國家同歩輻射研究中心、山形大学の研究者と協力して、放射光Ｘ線を利用した蛍光Ｘ線ホログラフィーおよびＸ線吸収微細構造分光の実験を行うことにより、未来のコンピュータ材料の一つとして期待されているトポロジカル絶縁体に含まれる不純物（添加物）の添加位置を決定することに成功しました。
これには スパース・モデリングという新たなデータ解析法を用いました。この結果はこれまで回折実験や電子顕微鏡では観測できなかった、世界で初めての発見です。この技術を応用することにより、添加元素によって性能を制御する半導体材料、磁性材料などの機能を解明できるとともに、新規材料開発に新たな指針を与えるものとして期待されます。
本研究は文部科学省科学研究費補助金（新学術領域）「３D活性サイト科学」および「疎性モデリング」の支援を受けて実施したもので、米国の科学雑誌「Physical Review B」に平成29年12月26日に掲載されました。
発表のポイント
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放射光Ｘ線を用いた蛍光Ｘ線ホログラフィーとＸ線吸収微細構造分光の組み合わせによって、従来の回折実験では得られなかった不純物元素の原子位置を世界で初めて決定しました。
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スパース・モデリングという新しい解析手法により、通常の解析手法では得ることができなかった原子像を、極めて明瞭に再現できました。
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さまざまな機能性材料に含まれる不純物の役割を、原子配列の面から解明することが可能となり、新規材料開発に新たな指針を与えるものとして期待されます。
