2022 Fiscal Year Annual Research Report
マルチスケール構造解析によるドメイン構造評価と物性解明
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19KK0124
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
漆原 大典 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60824886)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柿本 健一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40335089)
浅香 透 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80525973)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| Keywords | マルチスケール構造解析 / フェロイック物質 / ドメイン構造 / 強誘電体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本国際共同研究では強誘電体試料に対して温度、応力、電界を組み合わせた物性評価を行った。更に、評価スケールの異なる手法を横断的に駆使したマルチスケール構造解析を実施することで、マクロな物性とミクロな結晶構造をつなぎ合わせ、フェロイック物質のもつドメイン構造と物性の相関を明らかにした。国際共同研究先では複数の外場を印加することで強弾性、強誘電性に起因する物性評価を行った。帰国後は物性評価により得られた知見をもとに光学顕微鏡、圧電応答顕微鏡および透過型電子顕微鏡を複合的に駆使したマルチスケールでの構造評価を実施した。
エアロゾルデポジション法により合成した強誘電体膜にはアモルファス領域が存在し、加熱処理条件により、誘電特性が大きく変化する。特定の温度以上ではアモルファス領域が結晶化し、急激な粒成長を示すことを局所構造観察から明らかにした。更に加熱処理は膜内部に存在する残留応力を低減する効果も示し、最適な加熱処理条件に関する知見を得ることができた。
層状非鉛圧電体に対する物性評価では、合成条件に由来する化学量論組成からのずれが強弾性および圧電特性に影響を与えることが明らかとなった。結晶構造中の欠陥が分極反転を妨げていると考えられる。また、非鉛圧電体のドメイン構造を複数の顕微手法を用いて評価した。観察には焼成時の酸素分圧の異なる試料を用い、ドメインサイズやドメイン形状に与える影響を系統的に調査した。焼成時の酸素分圧に起因してアルカリ成分の揮発が生じ、ドメイン構造が変化することが示唆された。
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