Colossal external field response of relaxor ferroelectrics studied by inelastic light scattering
| Project/Area Number |
17K05030
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Applied materials
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
小島 誠治 筑波大学, 数理物質系(名誉教授), 名誉教授 (90134204)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松石 清人 筑波大学, 数理物質系, 教授 (10202318)
塚田 真也 島根大学, 学術研究院教育学系, 准教授 (90570531)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | リラクサー強誘電体 / ナノサイズ極性領域 / ブリルアン散乱 / ラマン散乱 / テラヘルツ分光 / 誘電体物性 / 物性実験 / 光物性 / 結晶工学 / 電子・電気材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リラクサーの物理的性質の起源は、電荷不均一性に起因するランダム場により発生する極性ナノサイズ領域, PNR によると考えられている。PNRは、強誘電相転移のキュリー温度よりも高いBurns温度で現れ、電場や圧力などの外場に対しても敏感に応答する。平成30年度は、ペロフスカイト構造の酸素八面体内部のBサイトの電荷不均一性によるランダム場の強さが異なる３次元リラクサー強誘電体である鉛系の(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3（PMN-100xPT）単結晶、非鉛系の(1-x)KTaO3-xKNbO3 (KTN100x)、(K1/2Na1/2)NbO3(KNN)単結晶について研究した。PMN-100xPTについては、ランダム場の強いx＝0.17、並びにランダム場の弱いx＝0.56の結晶についてブリルアン散乱、ラマン散乱により、3次元ランダム場と3次元的強誘電相転移の散漫性との相関を考察した。また、3次元リラクサーとの比較のために、一軸性のリラクサーであるタングステンブロンズ構造でAサイトに電荷不均一性によるランダム場のあるSrxBa1-xNb2O6（SBN100x）の最良組成であるx＝0.61の高品質単結晶を用いて、電場印可状態でのブリルアン散乱の温度依存性や時効について調べその機構について考察した。また、Srの成分であるxを広い範囲で変化させてランダム場の微弱なx＝0.26とランダム場の極めて強いx＝0.80の結晶の強誘電相転移を調べ一軸性強誘電相転移の散漫性と1次元のランダム場の強さとの相関について考察した。さらに、結晶格子を直接圧縮できるダイヤモンドアンビルセルを用いた高圧下の構造相転移の予備実験を、ペロフスカイト構造を持つ強誘電体であるKNbO3, NaNbO3について行った。併行して、テラヘルツ分光法によるフォノン・ポラリトンの分散関係の研究も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究環境に大きな変化はなく、おおむね順調に研究が進んでいる。また、代表者の研究室の博士後期課程を修了したH. A. Helal博士（バングラデシュ、Began Pokeya 大学助教）と M. Aftabuzzamn博士（バングラデシュ、Pabna大学助教）が研究に協力している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成31 年度以降は、引き続いて構造に乱れのある鉛系並びに非鉛系のペロフスカイト構造酸化物の3次元リラクサー強誘電体、並びにタングステンブロンズ構造酸化物の一次元リラクサー強誘電体の強誘電相転移におけるダイナミクスをブリルアン散乱、ラマン散乱の温度依存性、外部電場印可効果、メモリー効果などの時間依存性を調べる。併せて、これまでさほど研究されていなかったダイヤモンドアンビルセルを用いた高圧下のリラクサー強誘電体の圧力誘起相転移の研究、テラヘルツ帯で反射率の高い強誘電体研究に適したテラヘルツ反射型エリプソメトリーによるテラヘルツダイナミクスの研究にも取り組んでいく。また、これらの研究結果の中から速報性の高い研究成果は、著名な国際学術誌に発表するとともに当該分野の代表する国際会議でも適宜発表する。また、最終年度である平成32年度は、これまでの研究成果を取りまとめて総説を執筆するとともに、リラクサー強誘電体のワークショップを開催できればと考えている。
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Report
(2 results)
Research Products
(34 results)
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[Journal Article] Journal of Alloys and Compounds2018
Author(s)
M. M. Rahaman, T. Imai, T. Sakamoto, M.A. Helal, S. Tsukada, and S. Kojima
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Journal Title
Journal of Alloys and Compounds
Volume: 73
Pages: 1063-1070
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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