強誘電体の原子間結合力に関する圧力効果の研究

• Project/Area Number: 06640439
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 石舘 健男 静岡大学, 理学部, 助教授 (80022226)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1994: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: チタン酸バリウム / 相図 / ペロヴスカイト型構造 / 構造相転移 / 量子常誘電性 / ブリユアン散乱

Research Abstract

1.目的
本研究の目的は2つある。1つはBaTi03の温度圧力相図を決定することである。あと1つは相線が変化するところでのBaTi03の相転移における弾性異常の圧力効果を調べることである。この2つの結果に基づいて、結合力と原子間距離との相関関係を明らかにし、最終的にはBaTi03を代表とするペロヴスカイト型強誘電体の強誘電性の起源の解明に寄与することである。
研究は実施計画通りに行われ次の成果を得た。
2.成果
(1)東大物性研超高圧研究室の8面体型キュービックアンヴィル装置を用いて、高圧下において室温からヘリウム温度近くまで単結晶試料BaTi03の誘電率測定、ならびにセラミックス試料の誘電率と歪みの同時測定を行った。低温高圧下で起こる誘電異常と歪み異常から相転移点を割出し、BaTi03の3つの相転移の全てについて相図を決定することができた。3つの相転移は交わることなく、高圧下では中間相の領域が小さくなり、全ての相線が絶対零度近傍で量子常誘電性に特有な無限大の勾配を示すことが分った。
(2)温度圧力一定条件のもとで、縦波と横波の音速を同時に測定できるように、サンダーコック型のタンデム型ファブリペロ-を作成した。現在、安定動作させるためにピエゾ素子を線形に動かすようなフィードバック回路を作成中である。
(3)圧力はルビー蛍光法で測定するが、クライオスタットのなかにDACを入れたままで圧力変化を測定できるように、小型で迅速な専用の圧力測定装置を作成した。
(4)旧型のブリユアン散乱装置を用いて、圧力50kbar,温度200Kまでの範囲で、ブリユアン散乱測定を系統的に行い、高圧下で弾性異常が減少または消滅することを見出した。
新型のブリユアン散乱装置の測定自動化のためのソフトウエアはすでに準備してある。