2014 Fiscal Year Research-status Report
KF添加チタン酸バリウムの大型単結晶育成と臨界点近傍物性の解明
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25400329
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
秋重 幸邦 島根大学, 教育学部, 教授 (30150981)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚田 真也 島根大学, 教育学部, 講師 (90570531)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | チタン酸バリウム / KF添加 / 三重臨界点 / 臨界挙動 / 誘電率 / 圧電率 / 比熱 / 単結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1）単結晶育成：主にフラックス法によって組成の異なる単結晶を得ている。結晶の大型化のためTSSG（top-seeded solution growth)法による育成を試みているが、条件出しに手間取り、TSSG法では良好な結果は得られていない。しかし、フラックス法において、5ミリ角の結晶が育成できるようになり、物性測定は順調に進んでいる。
2）単結晶の物性測定：KFの組成がｘ＝0.023, 0.058, 0.073, 0.083, 0.14の5つの単結晶試料で、誘電率のDC電場依存の測定を行った。転移温度Tcでの誘電率はDC電場とともに大きくなり、臨界終点（critical end point)で最大となる。このときの電場を臨界電場Ecと呼ぶ。更なるDC電場とともに、誘電異常はブロードとなり、誘電率も低下していく。この臨界電圧Ecは組成xとともに低下していき、x=0.1付近でEc=0となる。すなわち、臨界終点の行きつく先が三重臨界点であることを実験的に明らかになった。x=0.023に限ったデータを論文としてまとめ、JJAP誌に投稿、掲載された。国際会議などでも報告し、招待講演にも招かれている。
3）比熱測定：電場印加下での比熱測定のため、acカロリメーター装置の改良を行い、測定に向けての準備が整ってきた。
4）セラミックスの合成：KFは800℃以上では揮発するので、通常のチタン酸バリウム焼成では焼成温度が高すぎ、KF添加は困難であった。我々は、ゾルゲル法により作製した前駆体を650℃での焼成することで、KF添加チタン酸バリウム粉末の合成を行った。組成xと焼成温度との関係を詳細に調べることで、立方晶チタン酸バリウムと六方晶チタン酸バリウムの出現に関する温度組成相図を明らかにした。
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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
大型結晶育成に関しては、当初予定していたTSSG法による育成には苦戦しているが、フラックス法で温度制御等の条件を精密化したことで、5ミリ角の単結晶が得られている。物性研究には十分使える大きさであり、予定していた誘電率の電場効果はすでに終了した。論文も速報として出すことができ、現在すべての組成での誘電率の電場効果を論文にまとめている。acカロリメータでの比熱測定を今後行う予定であり、そのための装置の改良など概ねできている。
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| Strategy for Future Research Activity |
1)電場印加下での比熱測定を行い、誘電率の電場依存と比較しながら、現象論的な整理を行う。
2)三重臨界点近傍組成のKF添加チタン酸バリウムのセラミックスを合成し、単結晶との違いを明らかにする。
3）誘電率、比熱の電場依存の全体像を論文にまとめる。セラミックスの合成について論文にまとめる。
4）国際会議等で、研究成果を報告する。
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| Causes of Carryover |
年度の途中で学長リーダーシップ経費をいただいたので、そちらで消耗品を購入することができ、物品費の支出を抑えることができた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度に回した約18万は、誘電率や比熱測定のために必要な消耗品の購入のために使用する予定である。
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