2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new ferroelectric nanoparticle of fluorite structure through electron microscopy direct observation
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18K18952
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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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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 強誘電体 / 電子顕微鏡 / ハフニア / 蛍石型構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き蛍石型構造を有するナノ粒子の合成および結晶構造の評価を行った。合成した化合物は無添加およびジルコニウム（Zr）添加酸化ハフニウム（HfO2）のナノ粒子、ならびに無添加およびマグネシウム（Mg）添加酸化ジルコニウム（ZrO2）のナノ粒子である。
HfO2ナノ粒子においてはZrが均一に固溶した蛍石型構造のナノ粒子を合成することに成功した。X線回折ならびに電子線回折から合成条件によって単斜晶相あるいは正方晶相のものが得られることが明らかとなり、Zr添加量の増加に伴い粒子サイズが大きくなる傾向であることが明らかとなった。これらの成果については現在論文を執筆中である。また、ZrO2ナノ粒子については一部のMgが酸化マグネシウム（MgO）として析出したことを除けば、Mgが固溶したZrO2ナノ粒子を作製することができた。得られた粒子は蛍石型構造で単斜晶相あるいは正方晶相のものであることがX線回折から明らかとなった。今後、これらの研究はコアーシェル構造の導入で所望の直方晶相を得やすい手段へと展開していく。
また、電子顕微鏡解析においてはチタン酸バリウム（BaTiO3）ナノ粒子の高分解能電子顕微鏡解析により、粒子内部のマルチドメイン構造を深さ分解原子分解能観察で直接可視化することに成功した（Sato et al., ACS Applied Nano Materials, 2019）。上記のHfO2ナノ粒子においても原子分解能電子顕微鏡観察に成功しており、以後、ここで確立した直接観察ベースの結晶構造解析とナノ粒子合成の併用でさらに研究を展開していく。
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| Remarks |
The Cahn Prize 2020 July finalistに選出
https://www.springer.com/gp/materials/cahn-prize-2020
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