| 研究課題/領域番号 |
12450267
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
和田 智志 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (60240545)
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| 研究分担者 |
井川 博行 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (30016612)
垣花 眞人 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (50233664)
鶴見 敬章 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70188647)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
13,000千円 (直接経費: 13,000千円)
2002年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2001年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2000年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
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| キーワード | 強誘電体単結晶粒子 / サイズ効果 / 蓚酸バリウムチタニル / 2段階熱分解法 / チタン酸バリウム / 粉末誘電率測定法 / 誘電分極応答 / 有限要素法 / 新規誘電率測定法 / 赤外反射法 / THz領域誘電応答 / 誘電分解応答 / 強誘電体 / 単結晶微粒子 / 格子振動 |
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| 研究概要 |
本研究は、強誘電体微結晶において大きな問題となるサイズ効果を明らかにすることを目的として行われた。この目的を遂行するため、(1)理想的な欠陥のない単結晶でサイズのみを10nmから1000nmまで連続的に変えられるチタン酸バリウム単結晶粒子を作成すること、(2)粉体の比誘電率を低周波数領域、及びテラヘルツのような高周波数領域で正確に測定する方法を開発すること。これらを目標に研究を行った結果、以下のことを明らかにすることができた。
(1)蓚酸バリウムチタニルの2段階熱分解法を開発することで、不純物や欠陥のないチタン酸バリウム微粒子を、17nmから数百nmの範囲で連続的に合成する方法を開発した。
(2)チタン酸バリウム粒子を溶媒中に懸濁させたスラリーの比誘電率測定と、数十万の要素数を用いる大規模な有限要素法との組合せにより、比誘電率が数十から数万までの広い範囲の粒子の比誘電率の測定方法を開発した。
(3)上記2つの組合せにより、粉体の比誘電率の粒子径依存性を初めて明らかにすることができた。この結果、200nm以上の粒子径ではその比誘電率は3000付近で一定するのに対し、粒子径が200nmから減少するにつれて、比誘電率は徐々に増大し、70nm付近で極大を持ち、そのときの比誘電率は15000近い。更に粒子径の減少とともに、比誘電率は急激に減少し、17nmで数百程度になることを見いだした。
(4)チタン酸バリウム粒子からコロイド結晶を作成することに成功した。この結果数テラヘルツから数百テラヘルツ領域での比誘電率の測定に成功した。
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