2015 Fiscal Year Annual Research Report
無容器浮遊溶融法による希土類元素フリーのマルチフェロイックコンポジットの創製
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25420780
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
栗林 一彦 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 名誉教授 (70092195)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小澤 俊平 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (80404937)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 準安定相 / 過冷却凝固 / マルチフェロイック物質 / トレランス因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
代表者らは，これまでにRFeO3(R：希土類元素)において過冷却融液からの凝固時に六方晶の準安定相であるh-RFeO3(空間群：P63cm)が生成することを報告している．このh-RFeO3は，強誘電性と(反)強磁性を有するマルチフェロイック物質のh-RMnO3（空間群：P63cm)と同じ結晶構造を有することから,h-RMnO3に替わる新しいメモリ材料として期待されるが，h-RFeO3の生成条件，特にh-RFeO3の生成に繋がるイオン種の範囲については未だ明らかになっていない．この点から本研究では，h-RFeO3の生成とイオン種の関係について，h-RFeO3の母相のペロブスカイトの構造安定性の指標であるトレランス因子(t)に焦点を絞り，その範囲を明らかにすることを目的とした．研究の手順としては，先ず構成するイオン種の配列からh-RFeO3が生成するトレランス因子の範囲を，幾何学的考察から0.870<t<0.817と割り出し，イオン半径の異なる希土類元素を用いることでトレランス因子の異なる試料を準備し，生成する相との関係を調べた．その結果，0.870<t<0.840となるEu-Luにおいてh-RFeO3の生成を示唆する多面体形状を観察した．また0.840>t となる試料についてはLuの一部をイオン半径がLuより小さいScに置換することにより作成して実験に供した．結果は見かけのトレランス因子が0.816の(Lu0.4Sc0.6)Feにおいてもh-RFeO3の生示唆する多面体形状とダブルリカレッセンスを観察した．これらの結果はh-RFeO3の生成範囲を0.870<t<0.817とする上述の予測の妥当性を裏付けるとともに，希土類元素に代わる他のイオン種の利用に道を拓くことを示唆するものと言えるだろう．
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