SPring-8, the large synchrotron radiation facility

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白色X線トポグラフィによるチタン酸ストロンチウムの自発ひずみ測定

  • Only SPring-8

Inquiry number

SOL-0000001523

Beamline

BL28B2 (White Beam X-ray Diffraction)

Scientific keywords

A. Sample category inorganic material
B. Sample category (detail) semiconductor, ferroelectric material, crystal
C. Technique X-ray diffraction
D. Technique (detail)
E. Particular condition 2D imaging, low-T (~ liquid He)
F. Photon energy X-ray (> 40 keV)
G. Target information structural change, phase transition

Industrial keywords

level 1---Application area Semiconductor
level 2---Target silicon semiconductor, condenser
level 3---Target (detail) capacitance insulator
level 4---Obtainable information crystal structure
level 5---Technique imaging

Classification

A80.12 semiconductor, A80.30 inorganic material, M10.10 single crystal diffraction

Body text

白色X線トポグラフィは、局所的な結晶構造の変化を短時間でイメージとして調べることのできるユニークな手法です。この手法を用いることで、誘電体単結晶の構造相転移における自発ひずみを測定することができます。図に示すのは、(a)-(d)4.8Kの温度におけるコントラストのカメラ長依存性、(e)-(h)673mmのカメラ長におけるコントラストの温度依存性を示したチタン酸ストロンチウムのトポグラフ像です。これらの結果から、チタン酸ストロンチウムの自発ひずみの温度依存性が精密にわかりました。

図 低温におけるチタン酸ストロンチウムのトポグラフ像と自発ひずみの温度依存性

(a) T=4.8K、D=673mm、(b) T=4.8K、D=580mm、(c) T=4.8K、D=430mm、(d) T=4.8K、D=300mm、

(e) T=60K、D=673mm、(f) T=80K、D=673mm、(g) T=100K、D=673mm、(h) T=105K、D=673mm、

[ T. Ozaki, K. Kusunose, H. Sakaue, K. Kajiwara, H. Okamoto, Y. Chikaura and T. Suzuki, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 238, 255-258 (2005), Fig. 2,
©2005 Elsevier Science Publisher ]

Source of the figure

Original paper/Journal article

Journal title

T. Ozaki, K. Kusunose, H. Sakaue, H. Okamoto, K. Kajiwara, Y. Suzuki and Y. Chikaura, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 238 (2005) 255–258

Figure No.

2

Technique

lttopo-sto01.jpg

図1. 白色X線トポグラフィによる自発歪み測定の概要。隣合う分域からのトポグラフ像が重なり白黒のコントラストを生じる。自発歪みc/a-1と分域の傾き2φは、2(c/a-1)=2φの関係があり、2φと、白黒のコントラストの間隔Sおよび試料からカメラまでの距離Dには、S≈4sinθBの関係がある。したがって、SおよびDを測定することでc/a-1が決まる。

 

[ T. Ozaki, K. Kusunose, H. Sakaue, K. Kajiwara, H. Okamoto, Y. Chikaura and T. Suzuki, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 238, 255-258 (2005), Fig. 1,
©2005 Elsevier Science Publisher ]

Source of the figure

Original paper/Journal article

Journal title

T. Ozaki, K. Kusunose, H. Sakaue, H. Okamoto, K. Kajiwara, Y. Suzuki and Y. Chikaura, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 238 (2005) 255–258

Figure No.

1

Required time for experimental setup

24 hour(s)

Instruments

Instrument Purpose Performance
クライオスタット 試料温度を下げる 3.8-300K、±0.1K
ビームモニタ、CCDカメラ 検出器 実効ピクセルサイズ5.83 μm

References

Document name
T. Ozaki, I. Fijimoto, K. Mizuno, S. Iida, K. Kajiwara, T. Taira, J. Yoshimura, T. Shimura, Y. Chikaura, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B 199 (2003) 81-84

Related experimental techniques

Questionnaire

The measurement was possible only in SPring-8. Impossible or very difficult in other facilities.

Ease of measurement

Middle

Ease of analysis

Middle

How many shifts were needed for taking whole data in the figure?

Two-three shifts

Last modified