| Project/Area Number |
23K23041
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| Project/Area Number (Other) |
22H01773 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柿本 健一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40335089)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
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| Keywords | 無鉛圧電体 |
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| Outline of Research at the Start |
圧電特性は電気分極の向きが異なる領域(ドメイン)を隔てるドメイン壁の運動と密接に関係するが、金属的な導電現象があるとされる荷電ドメイン壁 (CDW)が電気機械物性に果たす役割が十分に理解されていない。
本研究は、CDWの本質的な役割の理解とその制御の方法論を追求し、CDWの適正な導入の提案を含む学理の変革など、工業製品として多用途で使用される圧電体の高性能化に結びつける研究を実施する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
圧電特性は電気分極の向きが異なる領域(ドメイン)を隔てるドメイン壁の運動と密接に関係するが、シングルナノスケールで金属的な導電現象があるとされる荷電ドメイン壁 (Charged Domain Wall, CDW)が電気機械物性に果たす役割が十分に理解されていない。さらに単結晶ではなく、結晶粒/粒界を含む複雑な材料組織の多結晶セラミックスにまで拡張できる議論自体が乏しい。本研究では、BaTiO3系の正方相セラミックス、(Na,K)NbO3系の斜方晶系セラミックスなどモデル材料とし、CDWの本質的な役割の理解とその制御の方法論を追求し、CDWの適正な導入の提案を含む学理の変革など、工業製品として多用途で使用される圧電体の高性能化に結びつける研究を実施する。
そこで、この上記目的を達成するために、２年度目は初年度に完成させた各種試験材料を用いて、力学的なフェロイクス評価を進めた。圧縮応力時の強弾性挙動を計測し、強誘電ドメインの運動に伴って観測される抗応力の変化を捉え、同時にインピーダンス分光法も組み合わせることによって、温度および力学負荷時の誘電緩和過程や電気伝導性を計測評価した。初年度に引き続き、電子顕微鏡や圧電応答顕微鏡などを用いてドメイン構造の観察とCDWの特定化を進めた。
以上の過程で得られた成果をとりまとめて、誌上および学協会で成果発表した。
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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
年度目的として掲げた力学的なフェロイクス評価、電気的なインピーダンス分光をはじめドメインダイナミクスを捉え、さらに顕微鏡による局所微構造評価によってドメイン構造の特徴付けが達成できているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、海外を含む学内外との共同研究によって、圧電セラミックスにおけるドメインダイナミクスの解析を拡張する。 他材料系でもニオブ系と同じく直方晶セラミックスを得たことから、直方晶特有のドメイン構造およびCDWが電気機械物性に果たす役割を明らかにしていく。
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