2017 Fiscal Year Annual Research Report
Atomic position analysis in whole particle of ferroelectrics
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16K14389
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
佐藤 幸生 九州大学, 工学研究院, 准教授 (80581991)
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2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 強誘電体 / メモリ / 電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画では、強誘電体メモリや次世代の積層チップセラミックコンデンサなどの材料として用いられる強誘電体ナノ粒子において特性発現の起源となる結晶格子内における原子変位を直接測定し、粒子全体の特性ならびにその分布を直接解明することを目的として研究を行った。その目的を達成するために、粒子を領域ごとに分割して高分解能電子顕微鏡測定を行った結果から原子位置を精密に決定して、測定領域を統合して粒子全域におけるイオン分極の発生方向・量およびその分布を明らかにした。
市販の粒径50 nm程度のチタン酸バリウム（BaTiO3: BT）ナノ粒子では表面近傍において原子位置が大きく乱れていることが明らかとなった。特に、Baイオンがランダムな方向に大きく変位しており、局所的にランダムな電場を発生させて誘電特性に影響をもたらす可能性が示唆された。これらの成果は論文として公表された。（Aoki et al., Applied Microscopy, 2018）
また、水熱合成法で作製されたナノ粒子の構造解析も行っており、粒径が30 nm程度のものでは数pm程度の原子位置決定精度を保ちながら、4枚の画像の合成により粒子全体における原子位置の詳細な解析を行うことに成功した。得られた結果の解析からはほぼ粒子全域に渡るイオン分極の存在が認められ、強誘電性を示すことが示唆された。また、粒径が8 nm程度のナノ粒子では、数nm程度のより小さな結晶子が結合した構造のものが複数見られ、粒子内で誘電分極が変化する性質である可能性が示唆される。同結果については今後検討を重ねて成果公表につなげる予定である。
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Research Products
(7 results)
