Kagawa Fumitaka와 함께 Riken Emergency Properties Research의 응급 부동산 연구 센터의 동적 응급 속성 연구 단위의 부서장과 강력한 상관 관계 Properties Research Group의 그룹 디렉터 인 Tokura Yoshinori와 National Institute of Advanced Industrial and Technology (AIST)Flexible Electronics Research CenterHoriuchi Sachio의 연구 팀 책임자의 공동 연구 그룹※유기 물질입니다Ferroelectric, 수소 원자와 동일유효 질량Ferroelectric Domain Wall설립하다
로투스 바카라전 전기의 로투스 바카라전 도메인 벽은 일반적으로 전기장을 적용하여 이동하지만 그 과정에서 열 에너지에 의해 활성화 된 변동 (열 변동)는 중요한 역할을합니다 따라서, 열 변동이 손실되는 저온에서 전기장을 적용하여 로투스 바카라전 도메인 벽을 이동시키는 것은 어렵다 그러나, 양자 기계적 원리뿐만 아니라 열 변동 외에도 변동이 발생한다양자 변동존재하며, 후자는 저온에서도 억제되지 않습니다 열 변동이 손실되는 극도로 추운 환경에서는 대규모 양자 변동이 존재할 때 전기 도메인 벽이 전기장에서 어떻게 작동 하는지는 여전히 명확하지 않습니다
유기 로투스 바카라전성에 적용되는 압력을 제어함으로써, 공동 연구 그룹은 극도로 극저온 온도에서도 대량의 변동이 존재하는 상태를 만들었습니다 결과적으로, 우리는 비교적 작은 전기장의 적용에 의해 로투스 바카라전 도메인 월이 움직일 수 있음을 발견했다 또한, 양자 변동 하에서 이동 된 로투스 바카라전 도메인 벽의 운동을 분석하고, 로투스 바카라전 도메인 벽의 효과적인 질량을 계산하였고, 무거운 유기 분자로 구성되어 있음에도 불구하고, 마치 수소 원자와 같은 빛처럼 작용한다 이 발견은 로투스 바카라전 도메인 벽의 운동에 대한 양자 변동의 독특한 측면을 포착하며, 로투스 바카라전 전기의 양자 효과에 대한 우리의 이해를 심화시킬 것으로 예상 될 수있다
이 연구의 일부는 일본 과학 및 기술 기관 (JST) 전략적 창조 연구 촉진 프로젝트 (CREST) "유기 재료를 사용한 차세대 로투스 바카라전성 재료 과학 만들기"(주요 연구원 : Horiuchi Sachio) 및 과학 연구를위한 과학적 연구 (S)의 홍보 및 상수도를 이용한 과학적 연구를위한 과학적 연구를위한 일본 사회의 지원과 과학적 연구를위한 일본 사회의 지원과 과학적 연구를위한 일본의 보조금과 과학적 연구 "의 지원으로 수행되었다 (교장 연구원 : Shikanoda Kazuji) 결과는 영국의 온라인 과학 잡지 "Nature Communications'에 게시됩니다 (2 월 16 일자)
*협력 연구 그룹
Riken Research Institute 응급 자료 연구 센터
통합 물리적 특성 연구 프로그램 동적 비상 속성 연구 단위
부대 지도자 카가와 후미 타카
강력한 상관 물리적 특성 연구 그룹
NAMI NAO (도쿄 대학교 공학 대학원에서 2 학년 석사 프로그램 (연구 수행 시점)
Tokura Yoshinori, 그룹 디렉터 (도쿄 대학 공학 대학원)
바카라 커뮤니티 유연한 전자 연구 센터
유연한 재료 재단 팀
Horiuchi Sachio, 연구팀 책임자
전기장이 외부에서 적용될 때 정상 재료로 전기 편광이 유도됩니다 대조적으로, 전기장이 적용되지 않은 경우에도 전기 분극을 갖는 재료를 로투스 바카라 전기라고합니다 로투스 바카라전체에서, 전기 분극의 상이한 방향 (로투스 바카라전성 편광)을 갖는 도메인 (영역)은 일반적으로 혼합되며 (도 1 좌측), 전기장이 적용되지 않는 한, 이러한 도메인 구조는 안정적으로 존재하며, 도메인 사이의 경계 인 로투스 바카라전 도메인 벽도 정재이다 전기장 이이 상황에 적용될 때, 로투스 바카라전 도메인 벽은 장전 분극으로 도메인을 확대하여 필드와 동일한 방향으로 이동한다 (도 1의 오른쪽) 열 에너지에 의해 활성화 된 변동 (열 변동) 은이 움직임에서 중요한 역할을합니다 따라서, 열 변동이 충분히 억제되는 저온 환경에서, 로투스 바카라전 도메인 벽을 이동시키는 데 필요한 전기장 강도 (강제 필드)가 극적으로 증가하고, 일반적으로 사용되는 전기장 강도는 로투스 바카라전 도메인 벽이 움직이지 못하게한다 그러나, 열 변동에 더하여, 양자 기계적 원리에 의해 야기 된 양자 변동에도 변동이 존재하며, 후자는 매우 낮은 온도에서도 억제되지 않는다 대량의 양자 변동이 존재할 때 열 변동이 손실되는 저온 환경에서 전기장으로 인해 로투스 바카라전 도메인 벽이 어떻게 행동 할 것인지는 아직 명확하지 않았다
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| 그림 1 전기장의 적용과 함께 움직이는 로투스 바카라전 도메인 월의 개략도 |
| 전기장의 적용은 전기장과 동일한 방향으로 골극 편광으로 도메인을 확장합니다 이 공정은 전기 분위기의 다른 방향을 갖는 도메인 간의 경계 인 로투스 바카라전 도메인 벽의 이동에 해당한다 |
공동 연구 그룹은 로투스 바카라전 도메인 벽이 대량 양자 변동 하에서 어떻게 행동하는지 조사하고, 적용된 압력을 변화시켜 양자 변동의 크기를 조정할 수 있습니다p-Benzoquinone (QBR2I2) "단결정 유기 물질 (그림 2A, 2015 년 같은 그룹에서 개발) TTF-QBR2I2에서, 압력이 적용될 때 로투스 바카라전전상이 나타나고, 전이 온도는 대략 절대 0 (0 Kelvin [k])은 약 026 기가 파스 칼이다 (GPA, 1GPA는 1PA의 10 억 번이다 (그림 2b) 위상 전이 온도가 0K에 도달하는 지점을 양자 임계점이라고하며, 일반적으로 그리 크지 않은 양자 변동은 다양하게 증가 할 것으로 알려져 있습니다 이러한 특성을 활용하여, 우리는 양자 변동이 큰 양자 변동과 영역을 소량의 양자 변동과 비교함으로써, 우리는 중절 도메인 월의 움직임에 대한 양자 변동의 영향을 명확하게 할 수 있다고 생각했다
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| 그림 2 TTF-QBR2I2결정 구조 및 압력 온도 위상 다이어그램 |
(a) 중절 전기 상 및 로투스 바카라전성 분극이없는 paraelectric상에서 결정 구조의 개략도
(b) 압력 온도 위상 다이어그램 026 gpa 미만의 저압 영역에서, 상자 전기상은 가장 낮은 온도에 있지만, 압력이 026 gpa 이상이 적용되면 로투스 바카라전기 상이 나타나고 전이 온도는 0K에서 지속적으로 증가한다 전이 온도가 0 K 인 지점을 양자 임계점이라고하며, 양자 변동은 일반적으로 발산으로 증가합니다 |
공동 연구 그룹은 먼저 로투스 바카라전 도메인 벽을 이동하는 데 필요한 강압장의 강도의 온도 의존성을 조사했습니다 (그림 3) 양자 임계점에서 약간 떨어진 034GPA에서, 재료를 둘러싼 환경이 저온에 도달함에 따라 강제 장의 강도는 4kV/cm에서 15kV/cm까지 거의 4 배 증가합니다 이러한 증가는 열 변동의 감소를 반영하며 일반적으로 로투스 바카라전체에서 볼 수있는 동작입니다 한편, 온도가 낮더라도 양자 임계점에 가까운 026GPA에서, 강제 필드의 강도는 3-4kv/cm에서 작게 유지되며 크게 변하지 않습니다 이것은 양자 임계점 근처의 로투스 바카라전 도메인 월의 움직임이 열 변동에 기초한 것이 아니라 양자 변동에 기초한다는 것을 보여준다
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| 그림 3 각 압력에서 강압장의 온도 의존성 |
| 수평 축의 온도는 각 압력 하에서 로투스 바카라전체 전이 온도에 의해 정규화됩니다 1은 각 압력에서 로투스 바카라전체 전이 온도에 해당한다 |
로투스 바카라전 도메인 벽의 움직임은 로투스 바카라전 도메인 벽이 로투스 바카라전체 물질에서 취할 수있는 안정적인 배열을 통해 다른쪽에 다른 사람을 변화시키는 간헐적 움직임의 결과로서 현미경으로 이해된다 이 상황의 개략도는 그림 4a에 나와 있으며, 구체로 모델링 된 로투스 바카라전 도메인 벽을 묘사하고 안정적인 배열에 해당하는 우울증 (안정점)을 갖는 지형을 움직입니다 이 모델에서, 열 변동에 기초한 로투스 바카라전 도메인 벽의 움직임은 열 에너지의 도움으로 안정적인 지점 사이의 "산 (잠재적 장벽)"을 극복하는 움직임이며, 양자 변동에 기반한 움직임은 산을 극복하는 데 사용될 수있다터널 효과에 의해 미끄러지는 움직임으로 표현됩니다 이동 형태의 세부 사항에 관계없이, 하나의 안정적인 지점에서 인접한 안정점으로 이동하는 데 필요한 특성 시간을 완화 시간이라고하며, 완화 시간은 각 압력에 대한 역 온도 (역 온도)에 대해 플롯됩니다 양자 임계점에서 떨어진 압력 인 034GPA에서, 우리는 온도가 떨어질 때 (역 온도가 상승함에 따라) 그림 4b에서 이완 시간이 선형으로 증가 함을 알 수 있습니다 이는 저온에서 열 변동이 억제됨에 따라 로투스 바카라 전기 도메인 벽이 움직일 가능성이 줄어들고 안정적인 배열 사이를 이동하는 데 시간이 더 걸린다는 것을 나타냅니다 한편, 양자 임계점 근처의 026GPA에서, 온도까지의 온도에 관계없이 완화 시간은 거의 일정하다 이는 중공 도메인 벽이 양자 변동에 기초한 안정적인 점 사이의 터널링에 의해 움직임을 나타낸다는 것을 나타낸다
이들 측정에서 양자 임계점 근처의 압력에서 로투스 바카라전 도메인 벽의 효과적인 질량을 추정 할 때, 수소 원자의 질량의 약 1/3 내지 1/2임을 발견했다 TTF-QBR2I2로 구성된 유기 로투스 바카라전체의 경우, 분자의 질량 (TTF-QBR2I2의 경우, 수소 원자의 약 200 ~ 500 배인 효과적인 질량을 갖는 것으로 생각되지만, 분석에서 추정 된 효과적인 질량은 훨씬 가볍습니다 분자 변형 및 변위를 갖는 로투스 바카라전 도메인 벽이 분자보다 훨씬 가벼운 효과적인 질량을 가지고 있다는 사실은 양자 변동의 징후로 인한 현상이라고 할 수있다
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| 그림 4 로투스 바카라전 도메인 벽의 운동 감지 |
(a) 로투스 바카라전 도메인 벽이 로투스 바카라전성 물질을 통과하는 방법을 이해하기위한 현상 학적 모델 다이어그램
(b) 이완 시간의 온도 의존성 (하나의 안정적인 지점에서 인접한 안정적인 지점으로 이동하는 데 걸리는 독특한 시간) 수평 축은 역 온도 (온도의 역)입니다 |
이 실험에서, 우리는 양자 임계점 근처에서, 로투스 바카라전 도메인 벽은 양자 변동이 증가하여 가벼운 유효 질량을 획득하고, 열 변동이 충분히 억제된다는 사실에도 불구하고 전기장으로 인해 움직일 수 있음을 발견했다 전기장 하에서 전기 상수와 같은 물리적 특성은 종종 로투스 바카라전 도메인 벽의 운동에 의해 결정된다 이 발견은 양자 임계점 근처의 로투스 바카라전체의 물리적 특성의 전체 범위에 대한 중요한 통찰력을 제공 할 것으로 예상 될 수 있습니다
<title>
어판 전기 양자 임계점 근처의 아테르 도메인-벽 크립
<저자 이름>
Fumitaka Kagawa, Nao Minami, Sachio Horiuchi, Yoshinori Tokura
<magazine>
Nature Communications
<doi>
101038/ncomms10675