2013 Fiscal Year Research-status Report
無容器法を用いた高Tc・高PsのBa-Ti-O系強誘電体合成技術の開発
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25790048
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
馬込 栄輔 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40408696)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 無容器法 / チタン酸バリウム / 強誘電体材料 / 結晶構造解析 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は，無容器法を用いてBa-Ti-O系酸化物の構成イオンを酸素との共有結合性の高いイオンに置換することにより，高い相転移温度と高い自発分極値を有するBa-Ti-O系強誘電体の合成技術を開発することである．構成イオンを元素置換したBa-Ti-O系固溶体を合成し，相転移温度，自発分極，電子密度レベルでの結晶構造を決定することで化学結合の観点から構造歪みの起源を解明し、強誘電体材料の設計手法の確立を目指す．
本年度はまず，無容器法の一つであるガスジェット浮遊法を用いた試料合成システムの構築を行った．構築した試料合成システムを用いて，主にBaTi2O5の構成イオンを元素置換した固溶体を数種類合成し，放射光回折実験により結晶性の評価と予備的な結晶構造解析を行った．その結果，元素置換率の増加に伴って構造歪みが増加していることを見いだした．この構造歪みの増加はBa-Ti-O系固溶体の強誘電相転移温度の上昇や自発分極値の増加を示唆しており，本研究の目的とするBa-Ti-O系強誘電体の合成方法について新しい知見が得られた．
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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
本年度は，炭酸ガスレーザー，レーザー電源等を購入し，ガスジェット浮遊法を用いた試料合成システムを作成することができた．このシステムを用いて主にBaTi2O5系固溶体の合成を開始した．本研究の目的である電子密度レベルでの結晶構造決定を行うためには不純物が少なく，結晶性の良い結晶を合成する必要がある．合成した結晶を放射光粉末回折実験によって評価することで合成条件を再検討し，質の良い結晶を合成できるようになった．また予備的な結晶構造解析から，期待している大きな構造歪みをもつBaTi2O5系固溶体が合成できていることが確認された．以上から，研究計画で示した試料合成システムの構築とそれを用いた結晶合成が達成された．現在，相転移温度と自発分極値の測定を開始している．以上から本研究課題はおおむね順調に進展していると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に構築したガスジェット浮遊法を用いた試料合成システムにより結晶合成を行えるようになった．次年度はより簡便に良質な結晶合成を行えるシステムの構築を目指して試料合成システムの高度化を行う予定である．このシステムを用いて，さらに他の組成のBa-Ti-O系固溶体の合成も視野に入れて結晶合成を行っていく．合成された結晶について強誘電相転移温度，自発分極等の物性測定，構造歪みと化学結合との関係を明らかにするために高エネルギー放射光粉末回折実験による電子密度レベルでの結晶構造決定を行う．構成イオン間の化学結合状態，相転移温度，自発分極と構造歪みとを関連づけて議論し，得られた成果を国内学会や国際学会での発表を行う予定である．
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Research Products
(2 results)
