2008 Fiscal Year Annual Research Report
強誘電ナノ領域の熱伝導と高圧合成によるモルフォトロピック相境界の探索
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20740178
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
橘 信 National Institute for Materials Science, 超伝導材料センター, 研究員 (40442727)
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| Keywords | リラクサー強誘電体 / モルフォトロピック相境界 / 単結晶育成 / 熱伝導率 / 比熱 |
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| Research Abstract |
本研究では、リラクサー強誘電体および関連物質における熱伝導率と比熱の精密測定から、相分離貌象と巨大圧電特性の関係を解明することを試みる。鉛系リラクサー強誘電体[pb(Mg_Nb_)O_3やPb(Zn_Nb_)O_3など]にPbTiO_3をドープすることにより、強誘電領域がナノスケールから巨視的な大きさへと発達するが、強誘電領域の発達とモルフォトロピック相境界、および巨大圧電特性の関係は理解されていない。熱伝導率や比熱測定はこのような問題に対して重要な知見を与えると考えられる。そこで、まずペロブスカイト型の強誘電体BaTiO_3, PbTiO_3, KNbO_3, KTaO_3,NaNbO_3, Pb(Mg_Nb_)O_3の単結晶の比熱と熱伝導率を系統的に調べた。これらの結果から、強誘電性と熱物性のあいだには興味深い関係があることを明らかにした。特に、PbTiO_3では通常の結晶の振る舞いを示すのに対して、Pb(Mg_Nb_)O_3はガラスで普遍的に見られる熱物性の挙動を示すことを明らかにした。そこで、次にリラクサー強誘電体(1-x)Pb(Mg_Nb_)O_3-xPbTiO_3の良質な単結晶を育成し、比熱と熱伝導率を系統的に調べた。これらの結果から、リラクサー的な性質が通常の強誘電的な性質に変化するのに伴い、熱物性はガラス的な振る舞いから通常の結晶の振る舞いを示すことを明らかにした。このような結果から、強誘電領域がナノスケールから巨視的な大きさへと発達する過程について重要な知見を得ることに成功した。さらに、巨大磁気抵抗物質における機能性と熱物性の関係を調べるために、ペロブスカイト型(La_Ndx)_Pb_MnO_3(0≤x≤1)の良質な単結晶の育成を行い、電気抵抗率、比熱、熱伝導率を系校的に調べた。これらの結果から、強磁性転移における熱伝導率の異常はヤーンテラー歪みによるものではなく、フォノンがスピンゆらぎによって散乱されることによることを明らかにした。
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