| Research Abstract |
X線回折による結晶構造解析の手法を格段に進歩させ,強誘電体の相転移や誘電特性を支配している「価電子」の結晶内での空間分布を全電子密度分布から抜き出して,選択的に可視化する試験手法の開発を行うことが本研究の目的である.そのために,実験では放射光を用いた粉末X線回折実験と単結晶X線回折実験,解析では最大エントロピー法と第一原理電子構造計算のそれぞれがもつアドバンテージを有機的に結合させた実験・解析システムの構築を行う.本年度は,試料合成と回折実験を同時進行させながら,精密な全電子密度分布を求めるためのシステム構築に関する研究を行った.
(1)フラックス法を用いたペロブスカイト型酸化物の合成
高温電気炉を購入し,結晶育成装置を作成した.この装置により,1400℃までの温度範囲でガス雰囲気をコントロールしながら単結晶試料および粉末試料の合成ができるようになった.フラックス法により合成されたPbTiO_3単結晶を用いて,放射光回折実験をSPring-8で行った.結晶性は良かったが複数の細かい強誘電性ドメインが含まれていたので,このドメイン構造を考慮した構造解析を行った.また,予想していたとおり,回折強度に対する消衰効果は,高エネルギーX線を行うことよりも結晶サイズを可能な限り小さくすることで解消できることを確認した.
(2)粉末回折実験と単結晶回折実験を組み合わせた構造解析システムの構築
SPring-8において,単結晶とそれを粉末にした試料を用いて,単結晶及び粉末構造解析を行える環境がそろった.現在,PbTiO_3, BaTiO_3, SrTiO_3について解析を進めている.一方,混晶系に対する新たな物質探索として,NKN圧電材料,BLT強誘電メモリー材料について研究を開始し,粉末構造解析で得られた電子密度研究の成果を公表した.
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