2015 Fiscal Year Annual Research Report
第一原理計算と分子動力学計算による強誘電体の焦電効果と電気熱量効果の最適化
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25400314
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
西松 毅 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70323095)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 強誘電体 / 分子動力学シミュレーショ ン / チタン酸バリウム / 固体冷却素子 / 欠陥 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、研究代表者の西松が独自に開発し国内外で広く使われている強誘電体薄膜キャパシタのための高速分子動力学シミュレーションプログラム feram (http://loto.sourceforge.net/feram/) を改良し、焦電効果と電気熱量効果とを直接的にシミュレートできるようにし、強誘電体の組成や強誘電体薄膜キャパシタの構造がそれらに与える影響を解明して予言できるようにし、組成や構造の最適化の方針を編み出して焦電効果によるエネルギーハーベスティングや電気熱量効果による固体冷却の高効率化に資することを目的としている。
焦電効果とは強誘電体の非常にわずかな温度変化で分極の変化が得られる効果である。電気熱量効果（electrocaloric effect）とは焦電効果の逆効果であり、例えば、強誘電体にかかっていた外部電場を切る（ゼロにする）とその強誘電体の温度が下がる効果である。
３年目の平成27年度には、feramプログラムの改良により欠陥を含んだ強誘電体の電気熱量効果のシミュレーションが可能になった。本プログラムを使ってチタン酸バリウムに分極した欠陥がある場合の電気熱量効果のシミュレーションについての論文などを発表した。本件に関して海外の招待講演１、第76回応用物理学会秋季学術講演会での招待講演１その他多数の対外発表を行った。
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