由熊本大学细川伸弥教授领导的研究小组将常规方法和新技术相结合,在世界上首次确定了普通衍射实验或电子显微镜无法获得的杂质元素的原子位置。

在许多材料中,性能往往是通过添加少量不同的元素来表现出来的,了解添加元素对原子结构的影响对提高性能很重要。

在本研究中,我们确定了将 Mn 添加到碲化铋 (Bi2Te3) 的位置(位置),碲化铋含有锰 (Mn) 作为杂质。这种物质是作为一种新型节能高速计算机材料而备受关注的“拓扑绝缘体”之一,内部是不导电的绝缘体,而表面则是电阻几乎为零的物质。

这一次,为了准确获取杂质周围的原子排列,我们将传统方法“X射线吸收精细结构光谱(XAFS)”与新技术“荧光X射线全息(XFH)法”相结合。此外,通过采用一种称为“稀疏建模”的新分析方法代替传统的数学方法(傅立叶变换),可以极其清晰地再现碲化铋中杂质Mn的原子图像。

通过应用该技术,有望阐明由添加元素控制性能的半导体材料、磁性材料等的功能,并为新材料的开发提供新的指导。

此外,这一成果得益于与广岛市立大学、名古屋工业大学、广岛工业大学、富山大学、山形大学等多所研究机构的联合研究。中小高校的研究人员,从研究课题的构思到样品制备、实验、数据分析,相互协作,使用了通用型同步辐射X射线光源。社会贡献显着。

纸张信息:[物理综述 B] 通过 X 射线荧光全息和 X 射线吸收精细结构研究 Mn 掺杂的 Bi2Te3 拓扑绝缘体中的杂质位置和晶格畸变

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