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2013 Fiscal Year Annual Research Report

ナノスケール強誘電ドメイン構造に関するその場観察および原子配列直接観察

Research Project

Project/Area Number 23760632
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

佐藤 幸生  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80581991)

Keywords圧電体 / 強誘電体 / ナノドメイン / TEM / その場観察 / PMN-PT / MPB / 原子配列
Research Abstract

前年度から継続して、PMN-PT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)の単結晶が示す非常に高い圧電特性のメカニズムを解明するために透過型電子顕微鏡法(TEM: Transmission Electron Microscopy)による解析を行ってきた.
本年度は特に,電子回折実験から単一ナノドメインレベルでの結晶構造を解明したことが特筆すべき成果である.測定条件の詳細な検討により,0.1~0.3%程度の格子面間隔の違いおよび0.1度程度の格子面の回転に由来する微小な回折点の分裂を測定することに成功した.この成果は学術論文として投稿し受理されて公表された(Sato et al., Appl. Phys. Lett., 2014).
本年度は研究計画の最終年度であることから研究成果の公表にも大きく力を注いだ.前段落の論文発表に加えて,これまでの一連の成果をまとめたレビュー論文および解説論文を各雑誌に発表した(Sato et al., J. Ceram. Soc. Jpn., 2013,佐藤ら,セラミックス,2013).他にも国際・国内学会等での招待講演を計3件行った(11.研究発表の項参照)ことに加えて,研究成果を一般に広く公表する取り組みの一環として簡単な解説と主要データの一部を日本語および英語のホームページ(平成26年3月までhttp://interface.t.u-tokyo.ac.jp/japanese/member/y_sato/index.html,平成26年4月にhttp://zaiko13.zaiko.kyushu-u.ac.jp/sato.htmlに移行)にて世界に公開している.
また,本計画から派生した研究について成果も得られ始めており,PMN-PTと同じペロブスカイト型の結晶構造を有する代表的な酸化物であるチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)で,粒界で起こる局所原子配列・化学組成の劇的な変化を可視化することに成功した(Takeraha, Sato et al., J. Mater. Sci., 2013,Yang, Kotula, Sato et al., Mater. Res. Lett., 2013)などを研究が進んでいる.

  • Research Products

    (27 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Monoclinic nanodomains in morphotropic phase boundary Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 - PbTiO32014

    • Author(s)
      Y. Sato, T. Hirayama, and Y. Ikuhara
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 104 Pages: 082905-1-4

    • DOI

      10.1063/1.4866791

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Segregation of Mn2+ Dopants as Interstitials in SrTiO3 Grain Boundaries2014

    • Author(s)
      H. Yang, P. G. Kotula, Y. Sato, M. Chi, Y. Ikuhara, and N. D. Browning
    • Journal Title

      Materials Research Letters

      Volume: 2 Pages: 16-22

    • DOI

      10.1080/21663831.2013.856815

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atomic structure of ZnO S13 [0001]/{13-40} symmetric tilt grain boundary2014

    • Author(s)
      J. -Y. Roh, Y. Sato, and Y. Ikuhara
    • Journal Title

      Journal of the American Ceramic Society

      Volume: 97 Pages: 617-621

    • DOI

      10.1111/jace.12666

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Titanium enrichment and strontium depletion near edge dislocation in strontium titanate [001]/(110) low angle tilt grain boundary2014

    • Author(s)
      K. Takehara, Y. Sato, T. Tohei, N. Shibata, and Y. Ikuhara
    • Journal Title

      Journal of Materials Science

      Volume: 49 Pages: 3962-3969

    • DOI

      10.1007/s10853-014-8034-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atomistic structure and segregation behavior in secondary structure and facet of Pr-doped ZnO Σ13 27.8° [0001] tilt grain boundary2014

    • Author(s)
      J. -Y. Roh, Y. Sato, and Y. Ikuhara
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Grain-boundary structural transformation induced by geometry and chemistry2013

    • Author(s)
      Y. Sato, J. -Y. Roh, and Y. Ikuhara
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 87 Pages: 141001-1-4

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.87.140101

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of microstructure and its impact on physical property in electroceramics2013

    • Author(s)
      Y. Sato
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      Volume: 121 Pages: 825-830

    • DOI

      10.2109/jcersj2.121.825

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantifying stoichiometry-induced variations in structures and energies of a SrTiO3 symmetric {510}/<100> grain boundary2013

    • Author(s)
      H. Yang, H.S. Lee, M. C. Sarahan, Y. Sato, M. Chi, Y. Ikuhara, and N. D. Browning
    • Journal Title

      Philosophical Magazine

      Volume: 93 Pages: 1219-1229

    • DOI

      10.1080/14786435.2012.746479

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scanning transmission electron microscopy observations and thermoelectric properties of the Sr-doped misfit cobalt oxide2013

    • Author(s)
      T. Morimura, Y. Sato, Y. Ikuhara, T. Yamaguchi and M. Hasaka
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 52 Pages: 071101-1-4

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.071101

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 強誘電ナノドメインの動的挙動 ~透過型電子顕微鏡による直接観察~2013

    • Author(s)
      佐藤幸生,平山司,幾原雄一
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 48 Pages: 508-511

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Role of Grain Boundaries in ZnO2014

    • Author(s)
      Yukio Sato and Yuichi Ikuhara
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2014
    • Place of Presentation
      San Fransisco, USA,
    • Year and Date
      20140203-20140203
    • Invited
  • [Presentation] 電子セラミックスにおける微視的な構造および物性への影響2013

    • Author(s)
      佐藤幸生
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第57回シンポジウム
    • Place of Presentation
      ウインクあいち,愛知
    • Year and Date
      20131116-20131116
    • Invited
  • [Presentation] プラセオジム添加酸化亜鉛[0001]対称傾角粒界における構造ユニットと傾角の関係2013

    • Author(s)
      盧智英,佐藤幸生,幾原雄一
    • Organizer
      第33回エレクトロセラミックス研究討論会
    • Place of Presentation
      文部科学省研究交流センター,つくば
    • Year and Date
      20131025-20131025
  • [Presentation] Tilt-angle Dependent Grain Boundary Tendency in Pr (Praseodymium) Doped ZnO [0001]2013

    • Author(s)
      J. –Y. Roh, Y. Sato, and Y. Ikuhara
    • Organizer
      The 1st East-Asia Microscopy Conference (EAMC-1)
    • Place of Presentation
      Chongqing, China
    • Year and Date
      20131015-20131018
  • [Presentation] PMN-PTにおける強誘電ナノドメインの構造解析2013

    • Author(s)
      佐藤幸生,平山司,幾原雄一
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学,徳島
    • Year and Date
      20130927-20130927
  • [Presentation] アルミナ単一粒界における構造制御および電気伝導性の探索2013

    • Author(s)
      加藤 向平、佐藤 幸生、小原 和貴、高橋 伸彬、柴田 直哉、幾原 雄一
    • Organizer
      日本金属学会2013年秋期講演大会(第153回)
    • Place of Presentation
      金沢大学,石川
    • Year and Date
      20130919-20130919
  • [Presentation] 双結晶法によるSrTiO3 中のTi 過剰刃状転位2013

    • Author(s)
      竹原 健太、佐藤 幸生、藤平 哲也、柴田 直哉、幾原 雄一
    • Organizer
      日本金属学会2013年秋期講演大会(第153回)
    • Place of Presentation
      金沢大学,石川
    • Year and Date
      20130919-20130919
  • [Presentation] 強誘電ナノドメインの構造解析2013

    • Author(s)
      佐藤幸生,平山司,幾原雄一
    • 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
      信州大学,長野
    • Year and Date
      20130904-20130904
  • [Presentation] Structural variation of Pr(Praseodymium) doped ZnO [0001] tilt grain boundaries2013

    • Author(s)
      J. -Y. Roh, Y. Sato, and Y. Ikuhara
    • 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
      信州大学,長野
    • Year and Date
      20130904-20130904
  • [Presentation] Grain-Boundary Phase Transformation of ZnO:Pr System2013

    • Author(s)
      Yukio Sato, Ji-Young Roh, and Yuichi Ikuhara
    • Organizer
      Microscopy and Microanalysis 2013 Meeting
    • Place of Presentation
      Indianapolis, IN, USA
    • Year and Date
      20130808-20130808
  • [Presentation] Atomic Scale Manipulation of Grain Boundary Structures Through Doping and in-situ Gas Reduction2013

    • Author(s)
      H. Yang, Y. Sato, H. S. Lee, Y. Ikuhara, P. Moeck, P. G. Kotula, and N. D. Browning
    • Organizer
      Microscopy and Microanalysis 2013 Meeting
    • Place of Presentation
      Indianapolis, IN, USA
    • Year and Date
      20130808-20130808
  • [Presentation] Structural analysis of Ti-rich dislocation in SrTiO3 low-angle grain boundary2013

    • Author(s)
      K. Takehara, Y. Sato, T. Tohei, N. Shibata, Y. Ikuhara
    • Organizer
      XIV The International Conference on Intergranular and Interphase Boundaries in Materials (iib2013)
    • Place of Presentation
      Halkidiki, Greece
    • Year and Date
      20130623-20130628
  • [Presentation] Similarity and Variation in Grain Boundary Atomic Structures of Dense Packing Cubic Crystals2013

    • Author(s)
      H. Yang, Y. Sato, H.S. Lee, Y. Ikuhara, P. Moeck, P.G. Kotula, and N.D. Browning
    • Organizer
      XIV The International Conference on Intergranular and Interphase Boundaries in Materials (iib2013)
    • Place of Presentation
      Halkidiki, Greece
    • Year and Date
      20130623-20130628
  • [Presentation] 電子セラミックスにおける微視的な構造および物性2013

    • Author(s)
      佐藤幸生
    • Organizer
      日本金属学会・鉄鋼協会九州支部・平成25年度材料プロセス談話会特別講演会
    • Place of Presentation
      九州大学,福岡
    • Year and Date
      20130621-20130621
    • Invited
  • [Presentation] Structure, composition, and electrical property of an iron-doped alumina single grain boundary2013

    • Author(s)
      K. Kato, Y. Sato, K. Obara, N. Takahashi, N. Shibata, and Y. Ikuhara
    • Organizer
      The 10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
    • Place of Presentation
      San Diego, CA, USA
    • Year and Date
      20130604-20130604
  • [Presentation] Understanding Atomic Scale Structural Variations in Doped Grain Boundaries of SrTiO32013

    • Author(s)
      H. Yang, Y. Sato, P. G. Kotula, H. S. Lee, Y. Ikuhara and N. D. Browning
    • Organizer
      Materials Research Society 2013 Spring Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      20130401-20130405
  • [Remarks] 九州大学大学院工学研究院 材料工学部門 佐藤幸生 ホームページ

    • URL

      http://zaiko13.zaiko.kyushu-u.ac.jp/sato.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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