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有機π分子強誘電体材料の開発

Research Project

Project/Area Number 18750133
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Functional materials chemistry
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

堀内 佐智雄  National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 強相関電子技術研究センター, 研究員 (30371074)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords強誘電性 / 結晶構造 / 水素結合 / プロトン移動 / 超分子化学 / 誘電率 / 焦電性 / 同位体効果 / 強誘電体
Research Abstract

まず,これまで開発した酸一塩基型有機強誘電体について焦電特性を評価するため,焦電流測定法を用いた自発分極の温度変化を計測した。その結果,最大4-6μCcm^<-2>もの大きな自発分極が得られていることを見出した。特に,重水素化ヨーダニル酸(D_2ia)と5,5'-ジメチルー2,2'-ビピリジン(55DMBP)との一価陽子移動塩においては,室温で大きな自発分極をもちかつ,焦電係数について,典型的な焦電実用材であるTGS(硫酸グリシン)に匹敵する性能(400μCm^<-2>K^<-1>)を示すことも見出した。有機強誘電体フェナジン-クロラニル酸/プロマニル酸の中性共晶については,中性子回折による構造解析を完成させ,水素原子核(プロトン)の精密な分布状態の解析を行った。その結果,この物質ではプロトンが酸から塩基に向けて変位するという構造変化に基づき強誘電性が発現していることを明らかにし,論文発表を行った。
また,酸-塩基多成分型有機強誘電体の新材料の開発を本年も継続して取り組んだ。室温で強誘電性を示す新たな材料として,テトラピリジルピラジンとブロマニル酸との塩を見出した。この塩では,これまでの酸一塩基系で見られた一次元水素結合鎖ではなく,酸分子の二量体内のプロトン移動と塩基分子の分子内プロトン移動の二種類の動的過程を経て自発分極が誘起されているという新たな強誘電発現機構を明らかにした。本成果については論文投稿準備中である。
特に本年度は,課題ゐ最終年度として,これまでの成果について,従来の有機強誘電体と比較総括することに重点を置き,その主な成果として,国内雑誌上の解説としてまとめたほか,Nature Materials誌のReview Articleとして投稿し,近日中の掲載が決定した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Organic ferroelectrics2008

    • Author(s)
      堀内 佐智雄
    • Journal Title

      Nature Materials 7(印刷中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural assignment of polarization in hydrogen-bondedsupramolecular ferroelectrics2007

    • Author(s)
      熊井 玲児
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society 43

      Pages: 12920-12921

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 水素結合型超分子を用いた有機強誘電体2007

    • Author(s)
      堀内 佐智雄
    • Journal Title

      固体物理 42

      Pages: 283-296

    • NAID

      40015502534

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] 有機強誘電体材料の開発・超分子が担う強誘電性・2007

    • Author(s)
      堀内 佐智雄
    • Journal Title

      工業材料 55(6)

      Pages: 57-61

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Hydrogen-Bonded Donor-Acceptor Compounds for Organic Ferroelectric Materials2007

    • Author(s)
      堀内 佐智雄
    • Journal Title

      Chemical Communications (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Supramolecular Ferroelectric Realized by Collective Proton Transfer2007

    • Author(s)
      堀内 佐智雄
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition 46巻(印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 有機強誘電体の開発2006

    • Author(s)
      堀内 佐智雄
    • Journal Title

      学術月報 59巻11号

      Pages: 819-819

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸-塩基型π分子化合物における陽子移動型強誘電性2007

    • Author(s)
      堀内 佐智雄
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台)
    • Year and Date
      2007-09-18
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydrogen-Bonded Supramolecules as Organic Ferroelectric Materials2007

    • Author(s)
      堀内 佐智雄
    • Organizer
      2007 CERC symposium
    • Place of Presentation
      秋葉原コンベンションホール
    • Year and Date
      2007-05-25
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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