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2020 Fiscal Year Annual Research Report

誘電体における光誘起物性の電子顕微鏡オペランド測定による微視的起源解明

Research Project

Project/Area Number 18H01710
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

佐藤 幸生  九州大学, 工学研究院, 准教授 (80581991)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森分 博紀  一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主席研究員 (40450853)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords誘電体 / その場観察 / 電子顕微鏡 / ドメイン / 格子定数
Outline of Annual Research Achievements

本年度は代表的な強誘電体/圧電体材料である(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3 (PMN-xPT, x = 0 および 0.32)について、光照射時の電気物性測定および電場印加時のドメイン応答その場観察、ならびに高精度原子位置測定をそれぞれ行った。光照射実験ならびに電場印加には本研究にて開発された「光照射・電場印加二軸傾斜電子顕微鏡試料ホルダー」を使用した。また、高精度原子位置測定においては本研究の進行過程で開発された「二段階アフィン変換法」を用いた。
二段階アフィン変換法において正確な格子定数測定を行うために実験的に重要なキーポイントが走査透過型電子顕微鏡(STEM)像を取得する際の走査回転角度であることを突き止め、成果を論文に公表した。(Fujinaka et al., J. Mater. Sci., 55,8123 (2020).)この論文の内容は高く評価され、J. Mater. Sci.誌 The 2020 Cahn PrizeのJuly Finalistに選出された(https://www.springer.com/gp/materials/cahn-prize-2020)。また、PMN-0.32PTにおいては、光照射時に起電力が上昇することが突き止められた。加えて、PMN-0.32PTではナノスケールのラメラ状ドメイン構造が鉛イオンの変位と直接関連していることを明らかにした他、PMN-0PT、すなわち、PMNでは、等方的な数ナノメートル程度の大きさのナノドメインと鉛イオンの変位が直接関連していることを明らかにしたほか、非常に微細なラメラ状ナノドメインも存在していることを突き止めた。(Sato et al., J. Mater. Sci., 56,1621 (2021).)

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Lamellar-like nanostructure in a relaxor ferroelectrics Pb(Mg1/3Nb2/3)O32021

    • Author(s)
      Sato Yukio、Fujinaka Syota、Yamaguchi Syo、Teranishi Ryo、Kaneko Kenji、Shimizu Takao、Taniguchi Hiroki、Moriwake Hiroki
    • Journal Title

      Journal of Materials Science

      Volume: 56 Pages: 1231~1241

    • DOI

      10.1007/s10853-020-05417-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scanning Transmission Electron Microscopy Simulation for Multi-Domain Barium Titanate2021

    • Author(s)
      Fukao Kaita、Sato Yukio、Teranishi Ryo、Kaneko Kenji
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 90 Pages: 034803~034803

    • DOI

      10.7566/JPSJ.90.034803

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Understanding of scanning-system distortions of atomic-scale scanning transmission electron microscopy images for accurate lattice parameter measurements2020

    • Author(s)
      Fujinaka Syota、Sato Yukio、Teranishi Ryo、Kaneko Kenji
    • Journal Title

      Journal of Materials Science

      Volume: 55 Pages: 8123~8133

    • DOI

      10.1007/s10853-020-04602-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Piezoelectricity in perovskite-type pseudo-cubic ferroelectrics by partial ordering of off-centered cations2020

    • Author(s)
      Kuroiwa Yoshihiro、Kim Sangwook、Fujii Ichiro、Ueno Shintaro、Nakahira Yuki、Moriyoshi Chikako、Sato Yukio、Wada Satoshi
    • Journal Title

      Communications Materials

      Volume: 1 Pages: 71-1~8

    • DOI

      10.1038/s43246-020-00072-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A computational search for wurtzite-structured ferroelectrics with low coercive voltages2020

    • Author(s)
      Moriwake Hiroki、Yokoi Rie、Taguchi Ayako、Ogawa Takafumi、Fisher Craig A. J.、Kuwabara Akihide、Sato Yukio、Shimizu Takao、Hamasaki Yosuke、Takashima Hiroshi、Itoh Mitsuru
    • Journal Title

      APL Materials

      Volume: 8 Pages: 121102~121102

    • DOI

      10.1063/5.0023626

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A NiRhS fuel cell catalyst - lessons from hydrogenase2020

    • Author(s)
      Ogo Seiji、Ando Tatsuya、Minh Le Tu Thi、Mori Yuki、Matsumoto Takahiro、Yatabe Takeshi、Yoon Ki-Seok、Sato Yukio、Hibino Takashi、Kaneko Kenji
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 56 Pages: 11787~11790

    • DOI

      10.1039/D0CC04789A

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] (1-x)BiFeO3-BaTiO3(x = 0.2, 0.3, 0.4)におけるBiイオン変位とナノ構造の関係2021

    • Author(s)
      宮内 隆輝、佐藤 幸生、寺西 亮、金子 賢治、Sangwook Kim、藤井 一郎、上野 慎太郎、中平 夕貴、森吉 千佳子、黒岩 芳弘、和田 智志
    • Organizer
      強的秩序とその操作に関わる研究グループ第12回講演会
  • [Presentation] 電子セラミックスにおける機能の微視的起源 ―原子スケールからの新素材開発に向けて―2021

    • Author(s)
      佐藤幸生
    • Organizer
      日本金属学会2021年春季講演大会
    • Invited
  • [Presentation] 水熱合成法により作製したHf0.5Zr0.5O2ナノ粒子における結晶相の合成温度依存性2020

    • Author(s)
      藤元このみ、佐藤幸生、寺西亮、金子賢治
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Presentation] 0.8BiFeO3-0.2BaTiO3のナノおよび原子スケール構造解析2020

    • Author(s)
      宮内隆輝, 佐藤幸生, 寺西亮, 金子賢治, Kim Sangwook, 藤井一郎, 上野慎太郎, 中平夕貴, 森吉千佳子, 黒岩芳弘, 和田智志
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Presentation] Hf0.5Zr0.5O2ナノ粒子における準安定相の形成2020

    • Author(s)
      藤元このみ、佐藤幸生、寺西亮、金子賢治
    • Organizer
      第126回日本物理学会九州支部例会
  • [Presentation] 正方晶系マルチドメインを有するチタン酸バリウムにおける走査透過型電子顕微鏡像シミュレーション2020

    • Author(s)
      深尾海太、佐藤幸生、寺西亮、金子賢治
    • Organizer
      第126回日本物理学会九州支部例会
  • [Presentation] 0.8BiFeO3-0.2BaTiO3の原子分解能電子顕微鏡解析2020

    • Author(s)
      宮内 隆輝、佐藤 幸生、寺西 亮、金子 賢治、Sangwook Kim、藤井 一郎、上野 慎太郎、中平 夕貴、森吉 千佳子、黒岩 芳弘、和田 智志
    • Organizer
      MRM Forum 2020
  • [Presentation] Hf0.5Zr0.5O2ナノ粒子の合成および構造解析2020

    • Author(s)
      藤元このみ、佐藤幸生、寺西亮、金子賢治
    • Organizer
      MRM Forum 2020
  • [Presentation] マルチドメイン構造を有するチタン酸バリウムの走査透過型電子顕微鏡像シミュレーション2020

    • Author(s)
      深尾海太、佐藤幸生、寺西亮、金子賢治
    • Organizer
      MRM Forum 2020
  • [Remarks] 佐藤幸生、九州大学金子研究室

    • URL

      http://zaiko13.zaiko.kyushu-u.ac.jp/?%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%A0%EF%BC%88%E6%97%A5%E6%9C%AC%E8%AA%9E%EF%BC%89/%E3%83%A1%E3%83%B3%E3%83%90%E3%83%BC/%E4%BD%90%E8%97%A4%E5%B9%B8%E7%94%9F

  • [Remarks] The Cahn Prize 2020 - Springer

    • URL

      https://www.springer.com/gp/materials/cahn-prize-2020

  • [Remarks] 東工大ニュースーいかなる方向にもよく伸びるセラミック材料のしくみを解明

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2020/048122.html

  • [Remarks] 九州大学プレスリリースーいかなる方向にもよく伸びるセラミック材料のしくみを解明

    • URL

      https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/505

  • [Remarks] 九州大学プレスリリースーマテリアルズ・インフォ活用により新しいウルツ型結晶構造強誘電体新材料を発見

    • URL

      https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/536

URL: 

Published: 2021-12-27  

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