2014 Fiscal Year Annual Research Report
極性構造をもつ新規リチウムナイオベート型化合物の合成と機能開拓
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24360275
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| Research Institution | Gakushuin University |
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Principal Investigator |
稲熊 宜之 学習院大学, 理学部, 教授 (00240755)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝又 哲裕 東海大学, 理学部, 准教授 (90333020)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | リチウムナイオベート / 極性 / 高圧合成 / 強誘電性 / 二次ヤーンテラー効果 / 相転移 / ぺロブスカイト / 光第二高調波発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに得られた知見を発展させ、(1) 抗電場制御による分極の反転、(2)相境界を利用した高い外場応答性の実現、 (3) マルチフェロイック等の新規機能開拓、 (4) 非線形光学特性の向上を目標とし、新規LiNbO3(LN)型化合物の創製と機能開拓に取り組んできた。
昨年度見出したLN型酸化物ZnTiO3は、高圧下でぺロブスカイト相として安定に存在し減圧過程において生成していることが高圧下でのＸ線回折実験により明らかになった。また、(1) の抗電場制御と (2)の相境界の存在を意識して、高い抗電場をもつLN型LiTaO3にぺロブスカイト型CaMO3(M=Ti, Zr)を固溶することにより分極反転を目指した。その結果、Pb(Zr, Ti)O3に存在するようなモルフォトロピック相境界は見られず、分極反転および高い外場応答の実現は達成できなかったが、CaMO3(M=Ti, Zr)の固溶により絶縁性および誘電率の向上、相転移温度の低下が観測された。
さらに、アニオンの複合化が構造や物性に与える影響を調べるためにLN型酸化窒化物の研究に取り組んだ。原料および合成条件を種種検討し、LN型酸化窒化物MnTaO2NおよびMn4Ta2O9との固溶体の高圧合成を行い、その相関係について調べた。その結果、圧力・温度条件により、陽イオン組成が異なるLN相が生成していることが明らかになった。また、昨年度見出した強誘電体CaMnTi2O6と同構造をもつ化合物について高圧合成による探索を行い、新規化合物を見出した。この化合物は、光第二高調波発生から反転中心をもたないことが確認された。これらの研究については現在も継続中である。
そして、これまで得られた実験結果から、LN型化合物ABX3の極性は、LN型構造におけるAおよびBイオンの配列の幾何学とA-B間の陽イオン間反発に基づくこと、またTi4+、Nb5+、Ta5+等のd0電子をもつイオンを含む場合、二次ヤーンテラー効果によりその極性が強化されることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] 1.Synthesis, Crystal Structure, and Electronic Properties of High-Pressure PdF2-Type Oxides MO2 (M = Ru, Rh, Os, Ir, Pt)2014
Author(s)
Yuichi Shirako, Xia Wang, Yoshihiro Tsujimoto, Kie Tanaka, Yanfeng Guo, Yoshitaka Matsushita, Yoshihiro Nemoto, Yoshio Katsuya, Youguo Shi, Daisuke Mori, Hiroshi Kojitani, Kazunari Yamaura, Yoshiyuki Inaguma, and Masaki Akaogi
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Journal Title
Inorganic Chemistry
Volume: 53
Pages: 11616-11625
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] High-pressure synthesis, structure, phase relation of polar LiNbO3-type ZnTiO32014
Author(s)
Yoshiyuki Inaguma, Akihisa Aimi, Yuichi Shirako, Daichi Sakurai, Daisuke Mori, Hiroshi Kojitani, Masaki Akaogi, Tetsuhiro Katsumata and Masanobu Nakayama
Organizer
23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography(IUCr2014)
Place of Presentation
Montreal, Canada
Year and Date
2014-08-05 – 2014-08-12
Invited
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