2014 Fiscal Year Annual Research Report
強誘電体-反強誘電体相境界におけるドメイン構造が巨大圧電性に及ぼす影響の調査
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25889025
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安井 伸太郎 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教 (40616687)
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| Project Period (FY) |
2013-08-30 – 2015-03-31
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| Keywords | 相転移 / 強誘電体 / 圧電体 / ドメイン / コンビナトリアル / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はBiFeO3-SmFeO3をモデルとしたモルフォトロピック相境界(MPB)付近における巨大圧電性の起源を調査することを目的とした。BiFeO3は強誘電体、SmFeO3はantidistortiveな並びを有する常誘電体であり、その間の組成で反強誘電体の相を取り、その瞬間的な組成において巨大な圧電性を生じる。本研究ではのそ相境界付近において何が原因でこのような異常巨大圧電性を示すのかを調査した。行った実験は大きく分けて３種あり、一つ目は電界をサンプルに印加した際にX線を照射して格子のダイナミクスを直接観察する、二つ目は圧電応答顕微鏡を用いてマクロな圧電性と電界の関係を観察する、三つ目にそれらの相転移の挙動を計算の観点より理論的な考察をする、である。電界印加時における放射光X線回折の実験より反強誘電体が電界誘起相転移を起こすことで最大1.9%の歪みを生じることが分かった。また、その応答速度はバルクなどで考えられるスピードに比べて非常に早いマイクロからナノ秒の応答であることが観測できた。この現象に関して、DFT計算を行ったところ、二種類の反強誘電体相(一つはジルコン酸鉛と同様の構造、もう一つはアンチディストーティブな並びを生じる反強誘電体でいわゆる常誘電体)の相転移が寄与しており、これらが巨大圧電の引き金になっていることが理解できた。さらに圧電応答顕微鏡の実験結果により、その相転移挙動を追従することに成功した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
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[Presentation] Combinatorial Study on Piezoelectricity in (Bi,Sm)FeO3 Thin Film System2014
Author(s)
Shintaro Yasui, Yoshitaka Ehara, Takahisa Shiraishi, Takao Shimizu, Hiroshi Funakubo, Mitsuru Itoh, Yasuhiko Imai, Hiroo Tajiri, Osami Sakata, and Ichiro Takeuchi
Organizer
AMF-AMEC-2014
Place of Presentation
Shanghai, China
Year and Date
2014-08-28
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