| Project/Area Number |
17042008
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
塗 溶 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80396506)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 禎一 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (10333882)
増本 博 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (50209459)
後藤 孝 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60125549)
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| Project Period (FY) |
2005 – 2006
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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| Budget Amount *help |
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
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| Keywords | 二チタン酸バリウム / 強誘電体 / 非鉛系 / 希土類元素置換 |
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| Research Abstract |
本研究では、アーク溶解法によりBaTi_2O_5多結晶体および希土類元素を添加したBaTi_2O_5多結晶体を合成し、誘電特性に及ぼす希土類元素添加の影響を調べた。0-2.5mol%La_2O_3を添加したBaTi_2O_5のa軸長は1.69074から1.68938nmに減少し、c軸長は0.94141から0.94052nmに減少したが、その後ほとんど変化しなかった。また、b軸長とβ角はLa_2O_3の添加によりほとんど変化しなかった。従って、La_2O_3の固溶限は2.5mol%であった。La_2O_3添加したBaTi_2O_5はいずれも(020)面に強く配向した。BaTi_2O_5の誘電率の極大値はLa_2O_3添加量の増加に伴い減少し、またブロードになった。誘電率の極大値を示したキュリー温度はLa_2O_3添加量の増加に伴い750Kから380Kまで連続的に低下した。0.5mol%La_2O_3の添加により、BaTiO_3ではキュリー温度が24K低下したが、BaTi_2O_5では38Kであった。BaTi_2O_5の電気伝導度は、La_2O_3添加量の増加につれて0.5mol%まで約1桁増大したが、それ以上のLa_2O_3を添加してもほとんど変化しなかった。
希土類元素のイオン半径はLa^<3+>、Ce^<4+>、Nd^<3+>、Eu^<3+>、Y^<3+>の順で小さくなる。BaTi_2O_5のa軸長とc軸長は、希土類元素のイオン半径が小さくなるにつれて大きく減少した。3mol%La_2O_3を添加したBaTi_2O_5の誘電率が最も高い値であり、キュリー温度が最も低かったY_2O_3を添加したBaTi_2O_5の誘電率が最も低く、キュリー温度が最も高かった。BaTi_2O_5の誘電率は希土類元素のイオン半径が小さいほど減少し、キュリー温度が大きいことがわかった。BaTi_2O_5のキュリー温度は,希土類元素添加量の増加に伴って低下した。各元素の添加量が1mol%まではキュリー温度の低下量はほぼ同様であったが、その後イオン半径の大きいLaが最もキュリー温度を低下させ、最も小さいYがキュリー点をそれほど低下させないことがわかった。特に添加量が増加するとその傾向は強くなっている。
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