2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25289227
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柿本 健一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40335089)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 環境材料 / セラミックス / 電子・電気材料 / 無鉛圧電体 / ドメイン構造 |
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| Research Abstract |
本研究は、未解明かつこれまで積極利用されなかった斜方晶系由来の60oドメイン構造をニオブ系無鉛圧電セラミックスの分極性能向上に活かすことを目的としている。平成２５年度はフローティングゾーン（FZ）法を用いて各種ニオブ系無鉛圧電結晶を育成する合成条件を各種検討し、得られた結晶の組成分布、構造解析、ドメイン構造の特徴付け、さらに電気諸特性およびその熱特性を評価した。特に、分子振動に基づくモデリング計算結果と偏光レーザーラマン散乱スペクトルの２次元マッピング像を突合することによって、ドメイン構造およびドメイン壁にそれぞれ相当すると推定される特徴的なラマンシフトを新たに見出した。その結果、偏光ラマン分光法によって大気中かつ非接触で局所的なドメイン構造およびその分極軸分布について精密に評価解析できることが判明した。一方、多結晶セラミックスの電気諸特性および熱特性には、セラミックスを構成する粒子サイズも大きく影響しており、各種焼結法およびその合成条件によって平均粒子径を制御したセラミック試験片がそれぞれ異なる電気物性値を示し、粒子サイズ効果を認めるに至った。すなわち、結晶構造、ドメイン構造、粒子構造の３階層が電気諸特性の決定に強相関しており、それぞれの界面であるドメイン壁および粒界の役割とその性能向上策を探った。特に、インピーダンス解析によって粒界近傍の空間電荷ポテンシャルが電気絶縁性を支配していることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね計画通りに進捗しており、次年度の研究計画へと順調に推移している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、各種顕微鏡、偏光ラマン分光法および変位計等を用いて、ドメイン構造の精査と制御を図って分極処理条件を決定した後、各種温度／電界／力学負荷条件下の材料評価と特性改良指針の構築に繋げる。その結果、ニオブ系無鉛圧電セラミックス特有の分極反転メカニズムを解明していく。
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