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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

Research Project

Project/Area Number 24360275
Research InstitutionGakushuin University

Principal Investigator

稲熊 宜之  学習院大学, 理学部, 教授 (00240755)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 勝又 哲裕  東海大学, 理学部, 准教授 (90333020)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
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
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。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] High-pressure phase behaviors of ZnTiO3:ilmenite-perovskite transition, decomposition of perovskite into constituent oxides, and perovskite-lithium niobate transition2015

    • Author(s)
      M. Akaogi, K. Abe, H. Yusa, H. Kojitani, D. Mori, Y. Inaguma
    • Journal Title

      Phys. Chem. Minerals

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1007/s00269-015-0733-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 1.極性構造をもつペロブスカイト関連化合物の高圧合成と機能開拓2014

    • Author(s)
      稲熊 宜之, 相見 晃久, 勝又 哲裕, 森 大輔
    • Journal Title

      高圧力の科学と技術

      Volume: 24 Pages: 212-222

    • DOI

      10.4131/jshpreview.24.212

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [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
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 53 Pages: 11616-11625

    • DOI

      10.1021/ic501770g

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] リチウムナイオベート型酸窒化物,MnTaO2N の合成条件の検討討2015

    • Author(s)
      勝又哲裕、戸部綾菜、大場ちづる、竹田充志、相見晃久、森大輔、稲熊宜之
    • Organizer
      日本セラミックス協会2015年年会
    • Place of Presentation
      岡山大学 (津島キャンパス)
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [Presentation] LiNbO3型酸化物固溶体(1-x)LiTaO3-xCaBO3(B=Ti, Zr)の合成、構造及び強誘電性2015

    • Author(s)
      佐山暁久、森大輔、稲熊宜之
    • Organizer
      日本セラミックス協会第53回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都勤労者総合福祉センター)
    • Year and Date
      2015-01-08 – 2015-01-09
  • [Presentation] リチウムナイオベート型酸窒化物固溶体、(1-x)Mn4Ta2O9-xMnTaO2Nの合成2014

    • Author(s)
      大場ちづる、竹田充志、勝又哲裕、相見晃久、森大輔、稲熊宜之
    • Organizer
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(郡元キャンパス)
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
  • [Presentation] Aサイト秩序型二重ペロブスカサイトCaA'Ti 2O6(A': 2価イオン)の高圧合成と極性の検討2014

    • Author(s)
      赤間洋平、相見晃久、 森大輔、 稲熊宜之
    • Organizer
      第30回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • Place of Presentation
      栃木県芳賀青年の家
    • Year and Date
      2014-09-02 – 2014-09-03
  • [Presentation] リチウムナイオベート型酸窒化物、MnTaO2Nの合成2014

    • Author(s)
      戸部綾菜、大場ちづる、竹田 充志、勝又哲裕、森大 輔、稲熊宜之
    • Organizer
      第30回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • Place of Presentation
      栃木県芳賀青年の家
    • Year and Date
      2014-09-02 – 2014-09-03
  • [Presentation] LiTaO3-CaTiO3固溶体の構造と強誘電性2014

    • Author(s)
      佐山暁久 、森大輔、 稲熊宜之
    • Organizer
      第30回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • Place of Presentation
      栃木県芳賀青年の家
    • Year and Date
      2014-09-02 – 2014-09-03
  • [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
  • [Remarks]

    • URL

      http://www-cc.gakushuin.ac.jp/~19990787/group/index.htm

URL: 

Published: 2016-06-01  

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