Structure and Functional Property of Sodium Bismuth Titanate with Suppressing Evaporation of Bi and Na

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04651
• 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: Yamaguchi University
• Principal Investigator: FUJIMORI Hirotaka 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00301309)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: チタン酸ビスマスナトリウム / ラマン / 強誘電体

Outline of Final Research Achievements

We have studied the defect and domain structures of Na0.5Bi0.5TiO3 (NBT), an environmentally friendly lead-free ferroelectric, using mainly Raman scattering and Rietveld analysis of X-ray diffraction. In conventional synthesis by the solid-state reaction method, Na and Bi are evaporated because of the long-term firing at high temperatures of over 1120°C. There is a possibility that the Na and Bi in NBT are missing, and the actual composition deviates from the charged one, which causing incorrect evaluation. In this study, we synthesized defect-free NBT by low-temperature synthesis using a polymerizable complex method, and reevaluated the morphotropic phase boundary (MPB). We also attempted to observe each size of two kinds of domains under the coexistence of two phases by polarized measurement using a Raman microscope.

Free Research Field

セラミックス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

既往の研究で行われているような、仕込み組成濃度からずれた欠陥量を制御できていない試料を用いる場合、その研究成果は各研究室や工場におけるプロセスのノウハウとして蓄積されるだけである。これでは別の研究室や工場での再現性は得られず、サイエンスとは言えないばかりか、品質管理がなされた安定した生産からは、ほど遠くなる。我々が合成した無欠損のNBTの試料においては、既往の研究では出現していなかった相が出現することを、我々は検出している。本研究のように組成濃度を厳密に制御し、素性のわかった試料を用いて構造を明らかにすることは極めて大きな意義があると思われる。