修士論文の和文要旨学院氏電気通信学研究科佐中名論文題目博士前期課程敦量子・物質工学専攻学籍番号 0333014 酸素同位体置換したSrTiO 3 の強誘電性相転移とラマン散乱ペロブスカイト構造を持つSrTi16 O3 (STO16)は、105Kの立方晶Ohから正方晶D4ｈへの構造相転移でR点のR25モードがソフト化し凍結する。温度を下げると誘電率は上昇していくが、量子揺らぎのため発散せず強誘電性は示さない量子常誘電体として知られている。近年、東工大のItohらのグループにより酸素同位体置換(16 O→18 O)することで Tc=24K以下で強誘電体となることが発見された[1]。本研究ではSTO18の強誘電性相転移のメカニズムをラマン散乱分光により解明することを目的としている。 Fig.1はSTO18(96.1%)とSTO18(97%)（共に7×0.3mm3 、(110)cplate）の50K(>Tc)と 8K(<Tc)での偏光顕微鏡を用いたdomain構造の写真である。STO18(96.1%)には(001)c方向に長い短冊状の試料を用いても必ずしも試料の大部分が単分域にはならないことが分かった。Tc=24K以下の強誘電相では、常誘電相で見られなかった粒状構造が観測されており、強誘電的domainと考えられる。次に正方晶単分域のSTO18(97％)のラマンスペクトルをT<Tcで観測した。Γ 15 は極性フォノンなのでフォノンの伝播方向（ Kp ）に留意して測定を行った。 Fig.2はKp //Zとなる散乱配置で得られたラマンスペクトルの温度変化である。VV20cm-1 とVH11cm-1 に温度の低下とともにハード化するもピークが観測されている。極性フォノンであるΓ 15 からのTOがTC以下で誘起される自発分極が作る反電場の影響を受けハード化していると考えると、20cm-1 のピークは自発分極と平行な成分を持つTOであると考えられる。 Fig.3はKp //XYとなる散乱配置で得られたラマンスペクトルの温度変化である。Kp //Z でも観測された温度変化するTOに加えてVV5cm-1 にピークが観測された。形状が左右非対称でありFMR的特徴をもつ。HV14cm-1 にはEgと思われるピークが観測されており、 VV5cm-1 と併せてSTO18は結晶全体が一様に転移するのではなく転移しない分域が点 VV(Y, Y) VH(X, Y) 在すると考えられる。 VV(Z,Z) HV(Y, Z) 3 [×10 ] 32.0K 97％ 30.8K 27.3K 29.0K 25.5K 28.0K 24.6K 27.1K 6 Intensity(a.u 23.6K 4 22.6K 22.2K 21.1K 26.0K 25.1K 24.1K 20.2K 17.2K 17.3K 14.4K 15.8K 11.4K 13.0K 9.6K 10.6K 6.5K 10 20 30 40 0 10 20 30 -1 Frequency Shift(cm ) [1]M.Itoh et al. ,Phys.Rev.Lett 82(1999)3540 27.1K 22.2K 18.3K Fig.2 28.0K 24.0K 2 0 29.0K 25.0K 19.7K Fig.1 STO18 domain構造（50K） 30.8K 26.0K Intensity(a.u.) 96.1％ 29.2K 0 10 20 30 40 0 6.5K 10 20 30 40 -1 Frequency Shift(cm ) Fig.3