新規強誘電体の高圧合成と熱測定による構造不均一性の評価

• 研究課題/領域番号: 15K05137
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 橘 信 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (40442727)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 強誘電性 / 単結晶 / フラックス法 / 熱測定 / 高圧合成 / ペロブスカイト型酸化物 / 比熱測定 / 熱膨張率測定 / 結晶成長 / 熱物性 / 強誘電体 / 物質探索 / 単結晶育成 / 比熱 / 熱伝導率

研究成果の概要

機能性物質の多くにおいては、ナノスケールの構造不均一性が本質的な役割を果たしている。特に、リラクサー強誘電体が示す巨大な圧電効果は強誘電ナノ領域によって発現し、後者はリラクサーがガラス的な熱物性を示すことと関係があることが最近解明された。そこで、本研究ではリラクサー的な振る舞いが報告されているK1-xLixTaO3とKTa1-xNbxO3、およびBi2WO6、SrBi2Ta2O9、Bi4Ti3O12の良質な単結晶をフラックス法で育成し、熱伝導率と比熱を調べた。これらの結晶ではガラス的な熱物性の振る舞いは見られず、したがって強誘電ナノ領域は存在しないことが明らかになった。

研究成果

• [国際共同研究] McMaster University/University of Winnipeg(カナダ)
• [国際共同研究] NIST(米国)
• [国際共同研究] Paul Scherrer Institut(スイス)
• [雑誌論文] Phase Competition in the Palmer-Chalker XY Pyrochlore Er2Pt2O7 (2017)
  • 著者名/発表者名: A.M. Hallas, J. Gaudet, N.P. Butch, Guangyong Xu, M. Tachibana, C.R. Wiebe, G.M. Luke, and B.D. Gaulin
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 119 号: 18
  • DOI: 10.1103/physrevlett.119.187201
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] E-type noncollinear magnetic ordering in multiferroic o-LuMnO3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Saumya Mukherjee, Andreas Donni, Taro Nakajima, Setsuo Mitsuda, Makoto Tachibana, Hideaki Kitazawa, Vladimir Pomjakushin, Lukas Keller, Christof Niedermayer, Andrea Scaramucci, and Michel Kenzelmann
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 95 号: 10
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.104412
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 熱容量・熱膨張測定を用いたスピン－格子強結合を有するフラストレーション磁性体の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 気谷 卓，橘 信，川路 均
  • 雑誌名: 熱測定 巻: 44 ページ: 150-156
  • NAID: 40021375529
  • 査読あり
• [雑誌論文] XY antiferromagnetic ground state in the effective S=1/2 pyrochlore Yb2Ge2O7 (2016)
  • 著者名/発表者名: A. M. Hallas, J. Gaudet, M. N. Wilson, T. J. Munsie, A. A. Aczel, M. B. Stone, R. S. Freitas, A. M. Arevalo-Lopez, J. P. Attfield, M. Tachibana, C. R. Wiebe, G. M. Luke, B. D. Gaulin
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 93 号: 10
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.104405
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Universal dynamic magnetism in Yb pyrochlores with disparate ground states (2016)
  • 著者名/発表者名: A. M. Hallas, J. Gaudet, N. P. Butch, M. Tachibana, R. S. Freitas, G. M. Luke, C. R. Wiebe, B. D. Gaulin
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 93 号: 10
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.100403
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Relief of frustration in the Heisenberg pyrochlore antiferromagnet Gd2Pt2O7 (2016)
  • 著者名/発表者名: A. M. Hallas, A. Z. Sharma, Y. Cai, T. J. Munsie, M. N. Wilson, M. Tachibana, C. R. Wiebe, G. M. Luke
  • 雑誌名: 10.1103/PhysRevB.94.134417 巻: 94 号: 13
  • DOI: 10.1103/physrevb.94.134417
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Low-temperature thermal expansion behavior of the geometrically frustrated pyrochlore Tb2Ti2O7 (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Kitani, M. Tachibana, H. Kawaji
  • 雑誌名: Solid State Commun. 巻: 247 ページ: 94-97
  • DOI: 10.1016/j.ssc.2016.08.020
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Broadband light-scattering spectroscopy onfractal and non-fractal relaxors (2016)
  • 著者名/発表者名: Akitoshi Koreeda, Tomohiro Ogawa, Daisuke Katayama, Yasuhiro Fujii, and Makoto Tachibana
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 10S ページ: 10TC06-10TC06
  • DOI: 10.7567/jjap.55.10tc06
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermal conductivity of Aurivillius compounds Bi2WO6, SrBi2Ta2O9, and Bi4Ti3O12 (2015)
  • 著者名/発表者名: Makoto Tachibana
  • 雑誌名: Solid State Communications 巻: 211 ページ: 1-3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Thermal conductivity of K1−xLixTaO3 and KTa1−xNbxO3 (2015)
  • 著者名/発表者名: Makoto Tachibana
  • 雑誌名: Solid State Communications 巻: 221 ページ: 33-35
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] フラックス法によるルビーとサファイアの結晶育成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 橘信
  • 学会等名: 平成29年度宝石学会（日本）総会・一般講演会
• [学会発表] フラックス法によるコランダム結晶の育成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 橘信
  • 学会等名: 第12回日本フラックス成長研究発表会
• [学会発表] Investigation of Crystal Growth and Magnetic Properties of Pr1-xLaxAlO3 (2016)
  • 著者名/発表者名: C. Korosec, M. Tachibana, H. A. Dabkowska, B. D. Gaulin
  • 学会等名: The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2016-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] (K,Li)TaO3およびK(Ta,Nb)O3の熱伝導率 (2015)
  • 著者名/発表者名: 橘 信
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [図書] Beginner's Guide to Flux Crystal Growth (2017)
  • 著者名/発表者名: Makoto Tachibana
  • 総ページ数: 130
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9784431565864
• [備考] SAMURAI
  • URL: https://samurai.nims.go.jp/profiles/tachibana_makoto
• [備考] NIMS Researchers Database SAMURAI
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/TACHIBANA_Makoto-publication-j.html#Paper
• [備考] NIMS Researcher Database Samurai
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/TACHIBANA_Makoto-j.html