1999 Fiscal Year Annual Research Report
強誘電性および導電性の交代層をもつビスマス層状構造酸化物デバイスの開発
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11555163
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮山 勝 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (20134497)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平谷 正彦 日立製作所, 中央研究所, 主任研究員
工藤 徹一 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90205097)
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| Keywords | 強誘電性 / 半導性 / ビスマス層状構造酸化物 / 交代層構造 / キュリー温度 / 残留分極 / 強誘電性相転移 |
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| Research Abstract |
強誘電性・高導電性という異種物性が同時に発現する材料を設計・開発することを目的として、ビスマス層状構造酸化物を対象として研究を行った。ビスマス層状構造酸化物は、酸化ビスマス層と疑ペロブスカイト層が積層された結晶構造をもつ。まず、そのペロブスカイト層を導電性にすることを試みた。チタン酸ビスマスおよびBi-Ti-Fe-O系酸化物のTiあるいはFeの一部をMnで置換した多結晶固溶体を作製しその物性を調べたところ、Mn固溶量とともに導電率が増大しp型半導性を示すようになることを明らかにした。しかし、それらの単結晶は、種々の育成条件の溶融-徐冷法を試みたが得ることはできなかった。今後、フラックス法による育成を試みる予定である。また、ビスマス層状構造酸化物のなかで2種のペロブスカイト層が規則的に配列した交代層構造体は、異種物性領域の形成に有利な構造であるが、その形成条件や物性は不明な部分が多い。そこでいくつかの交代層構造体を合成しその構造と強誘電物性の評価を行った。ペロブスカイト層内の酸素八面体の数mが1と2、2と3の系では、それを構成する単層体の相転移温度(キュリー温度)付近に2つの相転移が、またmが3と4の系では、単層体の相転移温度の中間付近に1つの相転移が見られることを確認した。mが2と3、3と4の交代層構造体では交代層を構成する単層体よりも大きな残留分極値をもつものを見出した。それらでは、単層体ではみられない酸化ビスマス層中のビスマス原子の変位が確認され、これが大きな残留分極値に寄与していると考えられた。
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[Publications] Hiroshi Irie: "Domain motion in Bismuth-Layer-Structured Ferroelectrics by Applying"Jap.J.Appl.Phys.. 38・10. 5958-5963 (1999)
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[Publications] Masaru Miyayama: "Relations between Crystal Structure and Electrical Properties in Bismuth"Ceram.International. (印刷中). (2000)
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[Publications] Sung-Lak Ahn: "Fabrication and Electrical Properties of Bismuth Layer-structured Bi_5Ti_3Fe_<1-x>Mn_xO_<15> Ceramics"Mater.Res.Bull.. (印刷中). (2000)
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[Publications] Hiroshi Irie: "Structure dependence of Ferroelectric Properties in Single Crystals of Bismuth Layer-Structured Ferroelectrics"Key Engineering Mater.,Electroceramics in Japan III. (印刷中). (2000)
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[Publications] Yuji Noguchi: "Analysis of Crystal Structure by the Rietvelt Method and Ferroelectric properties of"Key Engineering Mater.,Electroceramics in Japan III. (印刷中). (2000)
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[Publications] Yuji Noguchi: "Structural and Dielectric Properties of Intergrowth Bi_4Ti_3O_<12>-SrBi_4Ti_4O_<15> Ceramics"Trans.MRS-J.. (印刷中). (2000)
