1997 Fiscal Year Annual Research Report

チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのバルクおよび表面の強誘電体ドメイン構造の評価

Research Project

Project/Area Number	09650370
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research Institution	Shizuoka Institute of Science and Technology
Principal Investigator	小川敏夫静岡理工科大学, 理工学部, 助教授 (40247573)
Keywords	強誘電体ドメイン / PZTセラミックス / 分極電界依存 / パルス応答特性 / 結晶配向度 / ドメインクランピング / 過渡現象 / セラミック表面
Research Abstract	本年度の研究は大別して次の4テーマからなる。(1)ハード系PZTセラミックスの表面特性と分極電界依存、(2)正方晶系PZTおよびPbTiO_3系セラミックスでの結晶配向度の分極電界依存、(3)ソフト系PZTセラミックスでの誘電・圧電特性の分極電界依存、(4)高電界下での強誘電体ドメインのパルス応答特性である。 (1)ではPZTセラミック表面において研磨や分極処理により付加的な結晶配向が起こることが明らかとなった。更に、(2)の典型的な正方晶系PbTiO_3セラミックス(キュリー温度:420℃,結晶軸比:c/a=1.048)では、分極処理による付加的な結晶配向が(002)ピークのX線回折相対強度I_<002>で83%に達し、(1)の場合のPZTセラミックス(キュリー温度:320℃,c/a=1・030)のI_<002>=70%に比べ20%近く大きくなった。このことから結晶軸長さの異方性が大きい(c/aが大)程、セラミック表面がc軸配向し易いと云える。又、ハード系とソフト系PZTを比べた場合、後者の方が表面での付加的な配向が小さく、これはソフト系がセラミックスとして柔らかく、表面での歪みを内部で吸収するためと考えられた。 (1)および(3)の誘電・圧電特性の分極電界依存から、電気機械結合係数の極小になる電界(抗電界:Ec)で180°ドメインの電気的なクランピング(↑↓)が起こり、このEcで誘電率の極小、周波数定数の極大が起こることが初めて確認された。さらに、180°ドメインの180°反転(1回)および90°ドメインの90°回転(2回)の電界強度を電気機械結合係数、誘電率の分極電界依存よりシュミレーションし、求めることが出来た。 (4)ではハード系、ソフト系PZTセラミックスヘパルス印加(ラジアント製強誘電体テストシステムRT6000HVS使用)を繰り返した結果、あるパルス電界強度でパルス印加回数と共に分極量が減少し、更に印加を続けると分極量が増える現象を初めて見出した。この電界強度は(1)〜(3)のEcよりは小さく、我々はこの現象を結晶配向がドメインクランピングに至る過程を示す過渡現象と名付けた。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] A.Yamada, T.Ogawa and Y.K.Chung: "Crystal Orientation of Tetragonal Load Zirconate Titanate Ceramic Surface and Its Aging Behavior" Jpn.J.Appl.phys.36. 5958-5962 (1997)
[Publications] T.Ogawa and A.Yamada: "Ferroelectric Properties and Crystal Orientation in Rhombohedral PZT Ceramics" Proc.of the 8th US-Japan Seminar on Dielectric and Pie30electric Ceramics. 268-271 (1997)
[Publications] Y.Tsuboi and T.Ogawa: "Sol-Gel Multilayer Ferroelectric Thin Films on Nickel Alloy Electrode for Use with Soda-Lime Glass Substrate" Proc.of the 14th International Japan-Korea Seminar on Ceramics. 456-459 (1997)
[Publications] T.Ogawa, A.Yamada Y.K.Chung and D.I.Chun: "Effect of Domain Structures on Electrical Properties in Tetragonal PZT Ceramics" J.Korean Physical Society. (印刷中). (1997)
[Publications] T.Ogawa and A.Yamada: "Ferroelectric Domain Controlled Ceramics" Proc.of the 17th Electronics Division Meeting of the Ceramics Society of Japan. (印刷中). (1997)
[Publications] 小川敏夫, 笠井久光加藤雅隆, 山田亜矢子: "分極および熱処理と経時によるPZTセラミック表面の結晶配向変化" 静岡理工科大学紀要. (印刷中)6. (1997)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのバルクおよび表面の強誘電体ドメイン構造の評価

Principal Investigator

小川 敏夫 静岡理工科大学, 理工学部, 助教授 (40247573)

Research Products

[Publications] A.Yamada, T.Ogawa and Y.K.Chung: "Crystal Orientation of Tetragonal Load Zirconate Titanate Ceramic Surface and Its Aging Behavior" Jpn.J.Appl.phys.36. 5958-5962 (1997)

[Publications] T.Ogawa and A.Yamada: "Ferroelectric Properties and Crystal Orientation in Rhombohedral PZT Ceramics" Proc.of the 8th US-Japan Seminar on Dielectric and Pie30electric Ceramics. 268-271 (1997)

[Publications] Y.Tsuboi and T.Ogawa: "Sol-Gel Multilayer Ferroelectric Thin Films on Nickel Alloy Electrode for Use with Soda-Lime Glass Substrate" Proc.of the 14th International Japan-Korea Seminar on Ceramics. 456-459 (1997)

[Publications] T.Ogawa, A.Yamada Y.K.Chung and D.I.Chun: "Effect of Domain Structures on Electrical Properties in Tetragonal PZT Ceramics" J.Korean Physical Society. (印刷中). (1997)

[Publications] T.Ogawa and A.Yamada: "Ferroelectric Domain Controlled Ceramics" Proc.of the 17th Electronics Division Meeting of the Ceramics Society of Japan. (印刷中). (1997)

[Publications] 小川敏夫, 笠井久光 加藤雅隆, 山田亜矢子: "分極および熱処理と経時によるPZTセラミック表面の結晶配向変化" 静岡理工科大学紀要. (印刷中)6. (1997)

小川敏夫静岡理工科大学, 理工学部, 助教授 (40247573)

[Publications] 小川敏夫, 笠井久光加藤雅隆, 山田亜矢子: "分極および熱処理と経時によるPZTセラミック表面の結晶配向変化" 静岡理工科大学紀要. (印刷中)6. (1997)