Temperature-field-concentration phase diagram in ferroelectric KTN mixed crystals and its application to dielectric tunable materials

• Project/Area Number: 24K06918
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 岩田 真 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40262886)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀧川 佳紀 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20755483)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2026: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 構造相転移 / 強誘電体 / 臨界点 / 誘電チューナビリティー / KTN

Outline of Research at the Start

KNbO3-KTaO3 (KTN) は，強誘電体と量子常誘電体の固溶体である．強誘電体 KN は立方晶相から正方晶相, 直方晶相, 菱面体晶相に相転移する．
本研究では KTN 混晶系における温度-電場-濃度相図，特に臨界終点 (CEP)，3重臨界点 (TCP) を実験的に明らかにし，CEP とTCP 近傍の誘電挙動および分極異方性エネルギーを解明する．Landau の自由エネルギーを基に考察し，KTN 混晶系における構造相転移の学理を構築する．さらに，CEP 近傍では DC 電場印加によって誘電率が大きく変化する．誘電チューナブル材料の応用の可能性についても明らかにする．