2013 Fiscal Year Annual Research Report
スピン・分極空間創発による複合酸化物の電気・磁気・光機能開拓
Project/Area Number |
23246113
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
伊藤 満 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (30151541)
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Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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Keywords | 強誘電体 / 強磁性体 / マルチフェロイック / 熱伝導 / 量子常誘電体 / 量子臨界点 |
Research Abstract |
本年度は、最終年度として所期の目的を果たすべく精力的に実験を行った結果、以下の重要かつ斬新な結果を多数得ることができた。 [1]準安定相1次元構造を持つ強誘電体Bi2SiO5に関して、強誘電性の評価、第1原理計算、フォノン構造の光学測定、透過電子顕微鏡観察を行い、本物質が変位型強誘電体であることを確認し論文として報告した。また、詳細な構造解析を行い、本物質の電気分極の起源であるイオンの変位が2つのブロックから生じており、それらは反平行に配置する反強誘電体であるが、反平行成分がキャンセルしないためフェリ的な強誘電性を示すことが明らかになった。また、本物質の強誘電性はSiO44面体のSi-Oボンドに不均化が生じることで発生する電気分極が起源であることが明らかになった。[2[非中心対称構造を有する準安定相AlFeO3相を薄膜法で単結晶薄膜を作製して磁性と強誘電性を調べた。本物質は強誘電臨界温度が1600 K、電気分極が25μC/cm2、強磁性(フェリ磁性)臨界温度が300 K付近に存在するマルチフェロイックであることが判明した。また、本物質の電気分極は主に4面体から生じていることも明らかになった。[3]単純酸化物で極性結晶として評価されているウルツァイト構造の分極を全く新しい見地から再評価し、本物質でもキャリアが入らなければ強誘電性の発現が期待できることを明らかにした。[4]熱電変換材料の設計上、重要なパラメータの1つである物質の熱伝導度を定量的に評価するため、6方晶BaTiO3単結晶の熱伝導度を2つの方向で測定・比較し、酸化物における熱伝導度の設計指針を得た。[5]量子臨界点近傍の変位型強誘電体の誘電性に関する全く新しい解釈を提案した。[6]強磁性体と強誘電体のヘテロ接合界面を利用した磁気ドメインの電気制御に成功した。
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Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Hierarchical Dielectric Orders in Layered Ferroelectrics Bi2SiO52014
Author(s)
Younghun Kim, Jungeun Kim, Akihiko Fujiwara, Hiroki Taniguchi, Sungwng Kim, Hiroshi Tanaka, Kunihisa Sugimoto, Kenichi Kato, Mitsuru Itoh, Hideo Hosono, and Masaki Takata
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Journal Title
IUCrJ
Volume: 1
Pages: 160-164
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Ferroelectricity Driven by Twisting of Silicate Tetrahedral Chains2013
Author(s)
Hiroki Taniguchi, Akihide Kuwabara, Jungeun Kim, Younghun Kim, Hiroki Moriwake, Sungwng Kim, Takuya Hoshiyama, Tsukasa Koyama, Shigeo Mori, Masaki Takata, Hideo Hosono, Yoshiyuki Inaguma, and Mitsuru Itoh
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Journal Title
Angewandte Chemie International Edition
Volume: vol.52
Pages: 8088-8092
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Ultrafast Real Space Dynamics of Photoexcited State in a Layered Perovskite-Type Spin Crossover Oxide La1.5Sr0.5CoO42013
Author(s)
Yoichi Okimoto, Tsugumi Egawa, Ryo Fukaya, Yoshitaka Matsubara, Yuki Yamada, Nao Yamada, Tadahiko Ishikawa, Ken Onda, Shin-ya Koshihara, Hiroki Taniguchi, Mitsuru Itoh, Akira Isayama, and Takao Sasagawa
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 82
Pages: 074721 1-8
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] ウルツァイト型結晶構造単純カルコゲナイドの強誘電性2014
Author(s)
小西 綾子, 森分 博紀, 小川 貴史, 藤村 幸司, A. J. Fisher Craig, 桑原 彰秀, 清水 荘雄, 安井 伸太郎, 伊藤 満
Organizer
日本セラミックス協会2014年年会
Place of Presentation
慶應義塾大学(神奈川県)
Year and Date
20140317-20140319
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[Presentation] Magnetic and Electronic Phase Diagram of Sr2VFeAsO3-δ2014
Author(s)
Yujiro Tojo, Taizo Shibuya, Tetsuro Nakamura, Koichiro Shoji, Masanori Matoba, Shintaro Yasui, Mitsuru Itoh, Shinji Kitao, Makoto Seto, and Yoichi Kamihara
Organizer
APS March Meeting 2014
Place of Presentation
Denver, USA
Year and Date
20140303-20140307
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[Presentation] Piezoresponse behavior at a Morphotropic Phase Boundary in (Bi,Sm)FeO3 Films2014
Author(s)
Shintaro Yasui, Yoshitaka Ehara, Takahisa Shiraishi, Takao Shimizu, Hiroshi Funakubo, Mitsuru Itoh, Yasuhiko Imai, Hiroo Tajiri, Osami Sakata, and Ichiro Takeuchi
Organizer
Electronic Materials and Applications 2014 (EMA2014)
Place of Presentation
Orland, USA
Year and Date
20140122-20140124
Invited
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[Presentation] Enhanced Piezoresponse in (Bi,Sm)FeO3 Films at a Morphotropic Phase Boundary2013
Author(s)
S. Yasui, Y. Ehara, T. Shiraishi, T. Shimizu, H. Funakubo, M. Itoh, Y. Imai, H. Tajiri, O. Sakata, and I. Takeuchi
Organizer
4th International Symposium on Advanced Materials Development and Integration of Novel Structured Metallic and Inorganic Materials (AMDI-4)
Place of Presentation
Nagoya, Japan
Year and Date
20131213-20131215
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[Presentation] Enhanced Piezoresponse in (Bi,Sm)FeO3 Films at a Morphotropic Phase Boundary for Piezo-MEMS Devices2013
Author(s)
Shintaro Yasui, Yoshitaka Ehara, Takahisa Shiraishi, Takao Shimizu, Hiroshi Funakubo, Mitsuru Itoh, Yasuhiko Imai, Hiroo Tajiri, Osami Sakata, and Ichiro Takeuchi
Organizer
2013 MRS Fall Meeting
Place of Presentation
Boston, USA
Year and Date
20131201-20131206
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[Presentation] Magnetic and Electronic Phase Diagram of Sr2VFeAsO3-δ2013
Author(s)
Yujiro Tojo, Taizo Shibuya, Tetsuro Nakamura, Koichiro Shoji, Masanori Matoba, Yoichi Kamihara, Shintaro Yasui, Mitsuru Itoh, Shinji Kitao, and Makoto Seto
Organizer
Novel Superconductors and Super Materials 2013
Place of Presentation
Shinagawa, Japan
Year and Date
20131121-20131122
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[Presentation] 強誘電体-反強誘電体相境界を有する(Bi,Sm)FeO3エピタキシャル薄膜の電界印加時における圧電挙動の観察2013
Author(s)
安井 伸太郎, 江原 祥隆, 白石 貴久, 清水 荘雄, 舟窪 浩, 伊藤 満, 今井 康彦, 田尻 寛男, 坂田 修身, Ichiro Takeuchi
Organizer
第74回応用物理学会秋季学術講演会
Place of Presentation
同志社大(京都府)
Year and Date
20130916-20130920
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[Presentation] 強誘電体-反強誘電体相境界を有する(Bi,Sm)FeO3エピタキシャル薄膜の電界印加時における圧電挙動の観察2013
Author(s)
安井 伸太郎, 江原 祥隆, 白石 貴久, 清水 荘雄, 舟窪 浩, 伊藤 満, 今井 康彦, 田尻 寛男, 坂田 修身, Ichiro Takeuchi
Organizer
日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
Place of Presentation
信州大(長野県)
Year and Date
20130904-20130906
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[Presentation] 二次元近藤格子系の磁性2013
Author(s)
岡野 智宏, 中村 哲朗, 若月 厚志, 北尾 真司, 瀬戸 誠, 阿藤 敏行, 伊藤 満, 的場 正憲, 神原 陽一
Organizer
第37回日本磁気学会学術講演会
Place of Presentation
北海道大学(北海道)
Year and Date
20130903-20130906
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