Studies of functional silicate ferroelectric materials by quantum beam science

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05010
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発
• Principal Investigator: Ishikawa Yoshihisa 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 研究員 (30772579)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 強誘電体 / X線回折

Outline of Final Research Achievements

Silicate compound ABSi2O7 (A=K, Rb, etc, B=Nb, Ta) is a displacive ferroelectric material derived from the rotation of NbO6 octahedron. In this study, we aim to clarify the mechanism of ferroelectricity and ion conductivity from the microscopic structure of ABSi2O7 using quantum beams. Specifically, KNbSi2O7 powder samples were synthesized and X-ray diffraction was performed. The obtained data were analyzed using the maximum entropy method and the precise structure analysis including the anistropic temperature factor.

Free Research Field

量子ビーム科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シリケート化合物強誘電体は、地球上の地表付近に存在する元素の割合を示すクラーク数の高い元素で構成された物質群として近年注目を集めている。非線形光学結晶として知られるKNbSi2O7は, NbO6八面体に由来する変位型強誘電体である。KNbSi2O7の基本構造はNbO6八面体とSiO4四面体が頂点共有ネットワークを形成し, 大きな空隙を持つことを特徴とする。これら結晶構造のもつ特徴から、K+カチオンの移動自由度に基づく機能性材料の開発に繋がる可能性があり、量子ビームによる微視的機構の解明は研究開発に意義があると考えられる。