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ラマン散乱および磁気測定による複合ペロフスカイト誘電体のB-サイト秩序度測定

研究課題

研究課題/領域番号 13750634
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 無機材料・物性
研究機関龍谷大学

研究代表者

白神 達也  龍谷大学, 理工学部, 助手 (50257416)

研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードペロフスカイト / 誘電体 / B-サイト / ラマン散乱 / TEM / 磁化率
研究概要

本研究ではPbNi_<1/3>Nb_<2/3>O_3(PNN)というBサイトに磁気モーメントを有するNi^<2+>イオンを持つペロフスカイト構造の物質に着目し、Ni^<2+>-O-Ni^<2+>結合間に働く180°超交換相互作用がおよぶ範囲を調べることにより短距離的な秩序状態を調べることを目的とした。PNNの合成は原料としてNi(COO)_2,Nb_2O_5,を使用し、大過剰のPbOと混合、焼成の後、未反応のPbOは酢酸で溶出した。また、B-サイトイオンの秩序化を進行させるための熱処理は試料をPbOでくるみ、全体を白金箔で包んで鉛の飛散を防ぎながら行った。このようにして熱処理した試料のラマン散乱測定を行った結果、400cm^<-1>付近のピークが1100℃までは熱処理温度を上げるにつれて増大すること、1150℃での熱処理でそのピークがほとんど消失することがわかった。このことは1100〜1150℃の間にB-サイトイオンの秩序-無秩序の相転移があることを意味していると思われる。なお、TEMによる電子回折では超構造に由来するスポットは観測できなかった。そこで、秩序化率を上げるためLaを添加した、Pb_xLa_<(1-x)>Ni_<(1+z)/3>Nb_<(2-x)/3>O_3を合成したところ、粉末X線回折においても超構造に由来するピークが確認された。リートベルト解析による結果、La添加率とB-サイト秩序化率との間に明瞭な相関が認められ、添加率を50%まであげるとほぼ完全に秩序化した。ラマン散乱の測定結果もそのことと矛盾しない。磁化率はパーコレーションリミットを超えているため、複雑な様相を呈した。なお、TEMによる暗視野像観察の結果、Laを20%加えた試料では空間群が立方晶から崩れていることをはじめて発見した。
今回はさらに、ペロフスカイト誘電体の代表といえるチタン酸バリウムについて、非等方圧での圧縮により、その単結晶がモザイク構造になり、相転移が著しく押さえられる現象を発見した。ペロフスカイト誘電体の本質を知るための基礎として重要な知見であると考える。

報告書

(2件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (3件)

  • [文献書誌] H.Ikawa, M.Sakurai, M.Takemoto, A.Sugitani, N.Inoue T.Atake, T.Shirakami: "PRESSURE INDUCED MOSAIC STRUCTURE OF BARIUM TITANATE AND ITS HEAT CAPACITY"Ferroelectrics. 269. 225-230 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ikawa, N.Munekata, T.Ozeki M.Takemoto, T.Shirakami: "FERROELECTRIC PHASE TRANSFORMATION AND DENSITY OF HEATED HYDROTHERMAL BARIUM TITANATE"Transactions of the Materials Research Society of Japan. 27[4]. 707-710 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Imai, T.Shirakami, I.Matsunaka, K.Urabe: "The Estimation of B-site Ordering in Relaxor PNN (Pb(Ni_<1/3>Nb_<2/3>)O_3) by Raman Scattering Spectroscopy and Transmission Electron Microscopy"Key Engineering Materials. 206-213. 1421-1424 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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