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機能性材料の性能向上に貢献

情報科学研究科の八方直久准教授は、名古屋工業大学、茨城大学、高輝度光科学研究センター、熊本大学、日本原子力研究開発機構、高エネルギー加速器研究機構、東北大学の研究者らと共同で、「白色中性子線ホログラフィー」の実用化に世界で初めて成功しました。
これにより、従来技術をはるかに凌駕した精密な原子像を取得することができます。
また、軽元素の微量不純物の構造を感度よく観測でき、半導体材料、電池材料、磁性材料などの機能解明とともに、新規材料開発に向けたブレークスルーが生まれると期待されます。
本研究において、八方准教授は、白色中性子線ホログラフィーの測定及びデータ解析（原子配列の分析）の支援を行っています。
研究内容や白色中性子線ホログラフィーについての詳細は、プレスリリース資料PDF[592.19KB]をご覧ください。

【発表のポイント】

• ●原子レベルの精密構造解析手法として新たに「白色中性子線ホログラフィー」を開発
• 検出器や半導体などの高性能材料の性能を制御するため添加されている不純物（ドーパント）の構造を高い感度で解析できる手法として、極めて多くの波長で多重にホログラムを記録できる「白色中性子線ホログラフィー」を、世界最高強度の中性子源である大強度陽子加速器施設J-PARC（茨城県東海村）において開発しました。
• ●軽元素の不純物構造解析が可能に
• 中性子線はＸ線や電子線と異なり、水素、リチウム、酸素などの軽元素について感度が高く、エネルギー材料とも密接に関係するこれらの元素の不純物構造解析が今後大きく進展することが期待されます。
• ●機能性材料での機能発現の解明に貢献
• 今回、放射線検出器の主材料である、蛍石にユウロピウム（Eu）のような希土類元素を添加した結晶でデモンストレーションしたところ、その超精密原子像から希土類元素周辺の特徴的な構造を世界で初めて解明しました。今後、放射線検出器の高性能化が期待されます。また、検出器に限らず、「白色中性子線ホログラフィー」による不純物構造の超精密画像から、非常に多くの材料で性能向上へのブレークスルーが生まれると期待できます。

【書誌情報】

• 雑誌名：Science Advances
• タイトル：Multiple-wavelength neutron holography with pulsed neutrons
• 著者：K. Hayashi, K. Ohoyama, N. Happo, T. Matsushita, S. Hosokawa, M. Harada, Y. Inamura, H. Nitani, T. Shishido, and K. Yubuta
• doi：10.1126/sciadv.1700294

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