六方晶型チタン酸バリウムの逐次相転移

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03640314
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 秋重 幸邦 島根大学, 教育学部, 助教授 (50159331)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神志那 良雄 島根大学, 教育学部, 教授 (60030772)
• Keywords: チタン酸バリウム / 構造相転移 / 強誘電性 / 強弾性 / ソフト・モ-ド / 誘電率 / 比熱 / ラマン散乱

Research Abstract

六方晶型チタン酸バリウムは,222KでEzuモ-ドのソフト化による構造相転移をする。更に,低温の74Kで,真性強弾性転移を起こし,74K以下では間接型の強誘電体となる。このような,強弾性・強誘電相転移を示す物質は余り例がなく,誘電率などの物理量が転移点近傍でどのような温度変化をするのか興味がもたれる。しかし,相転移に伴い双晶が複雑に発生するため,各結晶軸方向についての詳しい測定はほとんど行われていない。そこで双晶の発生を制御した試料について,誘電率,ラマン散乱の測定を行うこと及び74K転移での比熱異常を検出することを目的に実験に着手した。これまでに得られた知見を以下にまとめる。1.中間相での双晶の制御:b軸方向に軸性の応力を印加し冷却することや,厚さ約1mm以下の薄片状のa板やb板試料にすることで,対掌関係にある双晶を除けば,単分域化できることが分かった。また,軸性応力と電場の同時印加で対掌関係にある双晶を動かすことができた。2.誘電率の測定:様々な条件下で誘電率の測定を行った。通常の誘電率の測定では,双晶がお互いにクランプし合って,束縛状態の誘電率に近い値を示すことが分かった。3.比熱測定:設備備品を購入し,交流法による比熱測定装置を作成した。予備的測定の段階であり,本格的な測定はこれからである。断熱法による比熱の測定を,東工大で行ってもらったが,現在のところ,セラミック試料,単結晶試料ともに70K付近での比熱の異常は検出されていない。4.ラマン散乱測定:中間相でほとんど単分域である薄片状試料をもちいて偏光ラマン散乱の実験を行った。昇温に伴い,222Kに向かってソフト化していく二つの光学モ-ドの低振動数側のモ-ドだけが,74Kの強弾性相転移点で僅かなソフト化を示すことが分かった。また,その偏光依存性が調べられ,音響モ-ドと光学モ-ドの結合に関する興味深い結果が得られつつある。

Research Products

• [Publications] Kamishina Yoshio: "Ferroelectric Activity on Organic Crystal Trichloroacetamide" J.Phys.Soc.Jpn.60. 2147-2150 (1991)
• [Publications] 秋重 幸邦: "六方晶型チタン酸バリウムの逐次相転移" 固体物理. 26. 471-482 (1991)
• [Publications] Akishiga Yukikuni: "Low Frequency Dielectric Dispersion in Sr_2Ta_2O_7" J.Phys.Soc.Jpn.61('92、4月号). 1351-1356 (1992)
• [Publications] Sawaguchi Etsuro: "Phase Transition in Hexagonal Type BaTiO_3" Ferroelectrics.