IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/06

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    高田昌樹　Masaki TAKATA
    教授　Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    計測研究部門　放射光ナノ構造可視化研究分野
    Division of Measurements, Synchrotron Radiation Soft X-ray Microscopy

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    放射光
    構造科学
    物質科学
    電子密度
    Synchrotron Radiation
    Structure Science
    Materials Science
    Charge Density
研究テーマ
Research Subject
放射光による物質の電子密度レベルでの可視化構造科学の構築
Development of Materials Structural Visualization Science via Synchrotron Radiation

研究の背景 Background

物質の機能を司る電子の物質中の詳細な分布は、構造と機能の相関を明らかにする上で重要な構造情報です。そして、物質の新たな機能をデザインするためのプロトコルを創成するための基盤になります。高輝度放射光源の進歩は、より精密な電子密度を可視化するためのX線電子密度解析の先端的な実験・解析技術の研究開発を加速しています。

Of particular interest is to specify a structure-property protocol for novel functional material design. Thus, there is a big demand for advancement of X-ray charge density study using high brilliance synchrotron radiation source to map out precise electron distribution in materials. Evolving synchrotron light source, such as Diffraction-Limited Storage Ring(DLSR) is a key to bring innovation to structural visualization at electron density level in Materials Science.

研究の目標 Outcome

高輝度放射光やコヒーレント光源の特性を活かした高精度のX線散乱技術と、従来の電子密度の可視化だけでなく、原子や分子の相互作用を顕す静電ポテンシャルを精密に可視化できるデータ解析法を開発し、物質機能をデザインするプロトコルの創成を目指します。

Our goal is to develop an advanced method for not only charge density but also electrostatic potential mapping from Xray data with high brilliance and coherent light source. Obtained electrostatic potential shall visualize an interaction among atoms and molecules in materials and represent a clue to the protocol for designing function of material.

研究図Research Figure

Fig.1. MaxEnt Electrostatic Potential Visualization by SR Diffraction Data and Electronic Polarization found in Layerd Ferroelectric Material, Bi2SiO5. Fig.2. Orbital Order & Charge Order in Manganite Visualized in MaxEnt Electrostatic Potential using Synchrotron Radiation Data. Fig.3. Electric-Field-Induced OrthPara Conversion of Hydrogen Found in MaxEnt Electric Field of Metal Organic Framework (MOF)

文献 / Publications

J. of Phys. Soc. Jpn Letters, 68 (1999) 2190-2193, Science, 298 (2002) 2358-2361, Angew. Chem. Int. Ed. 44 (2005) 920-923, Acta Cryst. A64 (2008) 232-245, IUCrJ , 1 (3), (2014)160-164, Royal Society Open Science(2015),

研究者HP