2016 Fiscal Year Research-status Report
圧電体セラミックス材料開発のための圧電特性・結晶構造同時計測システムの構築
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16K04948
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
森吉 千佳子 広島大学, 理学研究科, 准教授 (00325143)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 智志 山梨大学, 総合研究部, 教授 (60240545)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 誘電特性-結晶構造同時計測 / 放射光回折 / 圧電セラミックス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機械的エネルギーと電気的エネルギーを変換できる圧電体は我々の生活に広く応用されている。より高効率の圧電材料開発には，圧電定数が大きく実用温度範囲が広い（強誘電相転移温度TCが高い）圧電体の開発が不可欠であるが，外部電場や圧力により圧電体が変形している最中の結晶構造がどのように変化しているかは明らかにされていないため，圧電歪みの発現機構は必ずしも明解ではない。本研究の目的は，電場印加された圧電セラミックスの巨視的歪みの発現機構を微視的に議論することである。結晶構造レベルの電場誘起歪みの発生機構を調べるための放射光Ｘ線回折実験要素技術の開発を行う。そのため電場と温度を変化させながら誘電・圧電測定とＸ線回折実験を同時に行うことのできるシステムの構築を目指す。2016年度は単結晶試料を用いて以下のような検討を行った。
(1) 実験室における誘電・圧電測定環境の整備：放射光実験に先立ち実験室での予備測定が不可欠である。既存の高温炉と新規購入した機器を組み合わせて誘電・圧電特性が測定できるよう環境整備した。リラクサー強誘電体などを対象に1000 K以下の特性を測定できることを確認した。
(2) 単結晶回折による温度可変の誘電-結晶構造同時計測：リラクサー強誘電体などの単結晶に電極を取り付けたものを対象に，誘電率測定を行いながら放射光単結晶回折を行うことができるよう整備した。誘電率の温度変化と格子定数の温度変化を同時に議論できるようになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請時にはセラミックス試料による同時計測システムの構築よりスタートすることを想定していたが，より基礎的な技術を確立することを優先し，単結晶試料を用いた誘電測定や放射光測定が確実に行われるように整備した。対象試料の形態には違いがあるが，課題全体の進捗としては順調と言って良い。
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| Strategy for Future Research Activity |
セラミックス試料を用いた電場印加放射光実験を推進するためには放射光実験のビームタイム確保が必要である。SPring-8のパートナーユーザー(継続)の申請を行い，2017年4月から2年間の継続が認められた。
2017年度は試料ホルダーの製作・改良を行い，セラミックス試料に直流電場を印加しながら構造計測を行う。
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