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2017 Fiscal Year Research-status Report

機能性材料としてのドメイン境界

Research Project

Project/Area Number 17K05489
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

横田 紘子  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (50608742)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsドメイン境界 / 光第2高調波 / 濃度相境界
Outline of Annual Research Achievements

ドメイン境界が示す独自の物性を評価、利用する事を目的に本年度は強弾性体であるLaAlO3に注目をし、研究を行った。LaAlO3は本来バルクの状態では中心対称性を有するために極性は示さない。一方で、同様な性質をもつCaTiO3においてはドメイン境界において極性を示すことが実験的に確認されており、LaAlO3においても同じような現象が期待される。
一方、LaAlO3はCaTiO3やSrTiO3と異なり、強誘電的な不安定性を有しない物質である。このことから、LaAlO3の強弾性ドメイン境界が極性を有するのであれば、ドメイン境界における極性の存在は強弾性体にみられる普遍的な現象であると考えることが出来る。そこで、光第2高調波顕微(SHGM)システムを用いて、室温化においてドメイン境界の測定を行った。その結果、LaAlO3のドメイン境界が極性を示すことを明らかにし、その対称性を評価することに成功した。
また、境界と言う概念に着目をしたもう一つの研究として濃度相境界における局所構造解析を行った。SPring-8およびイギリスDiamondにおいて異なる組成および温度において放射光実験を行い、逆モンテカルロ法を用いた解析を行ってきている。その結果、局所構造と平均化構造とでは構造が異なることを明らかにし、また濃度相境界近傍においては単斜相が現れるが、その単斜晶における分極方向が急激に変化することによって巨大な電気機械結合係数が発現する可能性があることを示唆することに成功した。現在は、同じ組成をもつ物質における局所構造が温度によりどのような変化をするのかを明らかにすることを目的に解析を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ドメイン境界に関してはすでに学会において何度か発表を行っており、現在論文執筆中である。また、濃度相境界に関しても現在1本論文を投稿中、またもう一本は執筆中であり、おおむね順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

光第2高調波顕微システムの波長を変換するようなシステムを導入し、反強誘電体における反位相境界などの極性評価を行っていきたいと考えている。
また、180度分極の向きを区別することが可能な干渉システムを用い、ドメイン境界の評価を行う、分極反転に関する実験を行うなどしていく予定である。

Causes of Carryover

共同研究のための海外出張費に予定していたよりも予算がかかり、予定していた装置などの購入が遅れたため、使用額に差額が生じてしまった。次年度はこの残金を踏まえて、予定していた物品の購入を行っていく。

  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] 西安交通大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      西安交通大学
  • [Int'l Joint Research] Ecole Central Paris/ESRF(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      Ecole Central Paris/ESRF
  • [Int'l Joint Research] Tel Aviv大学(イスラエル)

    • Country Name
      ISRAEL
    • Counterpart Institution
      Tel Aviv大学
  • [Int'l Joint Research] University of Oxford/University of Warwick(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University of Oxford/University of Warwick
  • [Journal Article] Local-scale Structures across the Morphotropic Phase Boundary in PbZr1-xTixO32018

    • Author(s)
      N. Zhang, H. Yokota, A. M. Glazer, D. A. Keen, S. Gorfman, P. A. Thomas,W. Ren and Z. G. Ye
    • Journal Title

      IUCrJ

      Volume: 5 Pages: 73-81

    • DOI

      10.1107/S2052252517016633

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Polar nature of stress-induced twin walls in ferroelastic CaTiO32017

    • Author(s)
      H. Yokota, S. Niki, R. Haumont, P. Hicher and Y. Uesu
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 7 Pages: 085315-1~7

    • DOI

      10.1063/1.4990608

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 圧電固溶体Pb(Zr,Ti)O3における巨大電気機械結合定数の起因解明2018

    • Author(s)
      横田紘子, N. Zhang, S. Gorfman, H. Choe, T. Vergentev, D. Chemyshov, M. Glazer, B. Wang, W. Ren and Z-G.Ye
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会
  • [Presentation] Three-dimensional observations of polar domain boundaries in ferroelastic materials2018

    • Author(s)
      H. Yokota and S. Matsumoto
    • Organizer
      Fundamental Physics of Ferroelectrics 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Understanding the origin of electro mechanical coupling in PbZr1-xTixO32017

    • Author(s)
      横田紘子, N. Zhang, S. Gorfman, H. Choe, T. Vergentev, D. Chemyshov, M. Glazer, B. Wang, W. Ren and Z-G.Ye
    • Organizer
      MRSJ
  • [Presentation] 光第2高調波顕微鏡によるドメイン境界観察2017

    • Author(s)
      横田紘子, 松本逸, Rapahel Haumont
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
  • [Presentation] 光第 2 高調波を用いた反強誘電体PbZrO3の中間相観察2017

    • Author(s)
      横田紘子, 松本逸, Pierre-Eymeric Janolin
    • Organizer
      第34回強誘電体応用会議
  • [Presentation] Polar nature at the domain boundary2017

    • Author(s)
      H. Yokota, S. Niki, R. Haumont, Yoshiaki Uesu
    • Organizer
      International Meeting of Ferroelectrics 2017
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-02-22  

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