2005 Fiscal Year Annual Research Report
不均質および非平衡状態に起因する強誘電ナノクラスタの形成とそれに伴う構造緩和現象
Project/Area Number |
16710068
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
八木 健一郎 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (50343166)
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Keywords | 誘電体 / リラクサー / ダイポールグラス / 不均質 / 非平衡 / ナノクラスタ / 構造緩和 / 局所構造 |
Research Abstract |
本研究は、不均質および非平衡状態を有するダイポールグラスやリラクサー強誘電体を対象に、強誘電ナノクラスタの形成機構を物性と構造の両面から解明することを目的とする。強誘電ナノクラスタは電場印加の有無により生成消滅を繰り返し、数時間にも及ぶ構造緩和を伴う特異な現象を有する。 本研究では、0.1mHzから10MHzまでの広域高圧発振器を作成し、誘電率や自発分極などの広域電気測定に加え、低周波域における時分割X線回折を行い、この構造緩和を詳細に観測している。本年度は、特に分域構造の生成消滅過程の直接観測手段として偏光顕微鏡を新規購入し、低周波電場印加におけるナノクラスタから分域構造への構造緩和の解明を試みた。これらの現象は温度に大きく依存し、その緩和時間はある温度以下において、観測時間スケールの限界を超える程にまで急速に増大する。このような状態における電気特性は強誘電体に酷似するが、協力現象の観点から全く異なる状態であると理解する。強誘電体が自発的に分極配向する協力現象であるのに対し、ダイポールグラスやリラクサー強誘電体はそれらの協力現象が有限領域に留まった凍結現象である。本研究を通して、これらの差異を定義づける決定的な現象を観測すべく次年度に継続する。 また、これと並行して、モンテカルロ法による強誘電ナノクラスタの計算機シミュレーションを行っている。本年度は、並列演算型ワークステーションを新規購入し、計算の高速化を図った。これらのシミュレーションの成功は、フォノンなど動力学による決定論的解釈に加え、分極反転など熱力学による確率論的解釈が、強誘電ナノクラスタの形成に重要な役割を果たすことを立証するものであり、次年度の成果に期待する。
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