Investigation of the Origins of Depolarization Temperature in Bismuth-Based Lead-Free Piezoelectric Ceramics Using Synchrotron X-ray Diffraction

• Project/Area Number: 25K17645
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: ナム ヒョンウク 東京理科大学, 創域理工学部電気電子情報工学科, 助教 (60988351)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2027: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 非鉛圧電セラミックス / ビスマス系圧電セラミックス / 脱分極温度 / 放射光X線回折

Outline of Research at the Start

非鉛圧電材料として期待されているビスマスイオンを含む強誘電体セラミックス材料について、従来の焼成法で合成したセラミックスとそれらを急冷したセラミックスに対して、圧電特性が消失する温度（脱分極温度、Td）を比較したところ、急冷したセラミックスのTdが高くなることを見出した。簡単な熱処理でTdを大きく上昇させることのできるこの技術は注目されているが、メカニズムは未だわかっていない。本研究では、高エネルギー放射光Ｘ線を用いた粉末回折実験によりTd上昇の起源を構造物性の観点から探索する。