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ペロブスカイト型強誘電体の高電界下における結晶構造と物性との相関

研究課題

研究課題/領域番号 05650630
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

鶴見 敬章  東京工業大学, 工学部, 助教授 (70188647)

研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1994年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1993年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード強誘電性 / 結晶構造 / 誘電性 / 電界誘超歪み / ドメイン構造 / 圧電性 / PZT / 強誘電体 / 結晶構造解析 / リートベルト法
研究概要

本研究は、試料に高い電界を印可しながら測定できる粉末X線回析計を試作し、ペロブスカイト型強誘電体について高電界下での結晶学構造変化を明らかにすることを目的としている。試料としてマグネシウムニオブ酸鉛(PMN)、チタン酸鉛-ジルコン酸鉛固溶体(PZT)を選び、1mmあたり約1.5kVまでの電界を印可しながら回析強度を測定する。さらに、得られたデータを、同じ電界、温度条件で測定した、圧電定数、電界誘起歪みなどの物性値と対応する。
本年度は昨年試作した装置を用いてPMN、PZTについての測定を行った。PMNはX線的には立方晶系の結晶であり、高電界を印可しても結晶学的な対称性の低下なく結晶構造の変化は認められなかった。しかしながら、電界を印可することにより電歪効果に基づく回析角の変化が認められ、この変化から歪みを計算したところ、別に測定した電界誘起歪み量と誤差の範囲内で一致し、電歪効果による結晶の歪みをX線で初めて検出することができた。一方、PZTについても同様の測定を行ったが、やはり電荷印可による結晶構造の変化を有為な差として検出することはできなかった。PMNの場合には回析角の変化として歪み量を算出できたが、PZTでは回析角の変化は顕著ではなく、00lとh00反射の強度比の変化が認められた。PZTは正方晶系に属する強誘電体であり、00lとh00の強度比の変化は、焼結体中の強誘電的90度ドメインの回転が生じていることを示している。ドメインの回転量からそれにともなう歪み量を計算したところ、圧電歪みの実測値と極めて良い一致を示した。この90度ドメインの回転は圧電体の電界誘起歪み特性に非常に大きな影響を及ぼすことは従来まで推察されていたが、本研究により初めてそれを実証することができた。
本研究は、高電界による結晶構造の変化を明らかにすることを目的として検討を行った。結果的には構成原子の位置の変化はあまり顕著ではなく、PMNの場合には結晶格子の変形、PZTの場合には結晶の配向性の変化により、電界誘起歪など物性量が説明されることを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] T.Tsurumi,K.Soejima,T.Kamiya and M.Daimon: "Diffuse phase Transition of Pb(Mg1/3Nb2/3)O3" Ext.Abs.The 6th US-Jpn Seminor Dielectr.Piezo.Ceran. 215-218 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.H.Kim,T.Tsurumi,T.Kamiya and M.Daimon: "Grauth of Bismuth Silicate Thim Film on Si and Its Diekitric Properties" J.Appl.Phys. 75. 2924-2928 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tsurumi,K.Soejima,T.Kamiya and M.Daimon: "Mechanism of Diffuse Phose Transition in Relaxor Ferroelectrics" Jpn.J.Appl.Phys. 33. 1959-1964 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tsurumi,M.Daimon,T.Kamiya and Y.Hirano: "Crystal Structure and Hydration of Belite" Ceramic Transaction. 40. 19-25 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tsurumi, K.Soejima, T.Kam: "iya and M.Daimon Diffuse phase Transion of Pbi(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3" Ext.Abs.The 6th US-Jpn Seminor Dielectr.Piezo.Ceram.215-218 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.H.Kim, T.Tsurumi, T.Kamiya and M.Daimon: "Growth of Bismuth Silicate Thin Film on Si and Its Dielectric Properties" J.Appl.Phys.75. 2924-2928 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tsurumi, K.Soejima, T.Kamiya and M.Daimon: "Mechanism of Diffuse Phase Transition in Relaxor Ferroelectrics" Jpn.J.Appl.Phys.33. 1959-1964 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tsurumi, M.Daimon, T.Kamiya and Y.Hirano: "Crystal Structure and Hydration of Belite" Ceramic Transaction. 40. 19-25 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tsurumi,K.Soejima,T.Kamiya & M.Daimon: "Mechanism od Diffuse Transition in Relaxor Ferroelectrics" Jpn.J.Appl.Phys.33. 1959-1964 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tsurumi,K.Soejima,T.Kamiya and M.Daimon: "Mechanism of Diffuse Phase Transition in Relaxor Ferroelectrics" Jpn.J.Appl.Phys.(印刷中). (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tsurumi,K.Soejima,T.Kamiya and M.Daimon: "Diffuse Phase Transition of Pb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3" Ext.Abs.The 6th US-Jpn Seminor Dielectr.Piezo.Ceram. (印刷中). 215 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tsurumi,K.Soejima,T.Kamiya and M.Daimon: "Dielectric Dispersion of Relaxor Ferroelectrics" Proc.MRS Tokyo Ikebukuro. (印刷中). (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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