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積層強誘電体の理論モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16540295
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関愛知淑徳大学

研究代表者

石橋 善弘  愛知淑徳大学, ビジネス学部, 教授 (00023052)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2005年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2004年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード積層強誘電体 / ランダウ理論 / 境界面 / 遷移層 / 分域構造 / 分極プロファイル / 外挿長 / 履歴曲線 / 界面構造 / 理論モデル / 界面エネルギー / Tilley-Zeks薄膜モデル
研究概要

積層強誘電体の分域構造、異物質間・異相間の界面の構造を知るため、それぞれ半無限の2つの異なる物質(たとえば、強誘電体1と強誘電体2、強誘電体と常誘電体)が接合面で、双1次の相互作用することを仮定して、連続体のランダウ型自由エネルギーを離散化した1次元モデルをつくり、解析した。
より現実的な1次相転移する強誘電体について、界面近傍での分極分布、界面エネルギーを求めた。まず、各物質での分極の空間分布(分極プロファイル)を表わす厳密解析解を得た。次に界面での相互作用係数をλとすると、λが小さいときは、独立な物質を2つ並置したにすぎず、界面における分極のギャップが大きく、界面エネルギーが小さいこと、λが大きい時は界面分極のギャップが小さく、誘電的にソフトな物質の界面分極がハードな物質の分極の方に引きずられること、界面エネルギーは特定のλのとき最大になることなどを示した。また遷移層の厚さは、両物質それぞれの特性長によってきまることを確認した。
このモデルを使えば、Tilley-Zeksの薄膜モデルにおいて、a prioriに仮定されている外挿長が、エネルギー的に自然に導かれる。すなわち、相手の物質の界面分極が自分の分極より小さければ、相互作用によつて小さい方に引きずられるので正の外挿長が得られ、大きければ大きい方に引きずられて負の外挿長が得られる。っまり、外挿長は物質固有の物理量ではなく、組み合わせの相手次第で正にも負にもなりうることを示した。
また、このようなヘテロ積層強誘電体の履歴曲線について詳細に調べた。両物質とも半無限系であるので、示量変数(分極)に対する界面の影響は少ないが、示強変数である電場、この場合は抗電場が界面を通しての両物質の相互作用に敏感に依存し、interface-aided polarization reversalが起り、単一物質では見られないような新しい形の履歴曲線が得られることが示された。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (19件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] The Pedigree of Ferroic Domains Investigation in Japan2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishibashi
    • 雑誌名

      Material Science and Engineering B120

      ページ: 2-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Landau Theory of Phase Transition in Transition in Ferroelectric P[VdF/TrFE]Copolymer Single Crystals2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishibashi, M.Iwata
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44,9A

      ページ: 6624-6628

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Landau Theory of Phase Transition in Ferroelectric [VdF/TrFE]Copolymer Single Crystals : Hysteresis Loops2005

    • 著者名/発表者名
      M.Iwata, Y.Ishibashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44,9A

      ページ: 6667-6679

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polarization Reversals in the Presence of the 90°Domain Walls2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishibashi, M.Iwata, E.Salje
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44,10A

      ページ: 7512-7515

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ferroelectric Domain Wall Structure in PNT-PT Mixed Crystals by AMF2005

    • 著者名/発表者名
      M.Iwata, M.Naeda, I.Suzuki, N.Yasuda, Y.Ishibashi
    • 雑誌名

      J.Korean Physical Society 46

      ページ: 1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phenomenological Theory of the Morphotropic Phase Boundary with Monoclinic Phase in Solid-Solution Systems of Perovskite-Type Oxide Ferroelectrics2005

    • 著者名/発表者名
      M.Iwata, Y.Ishibashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44,10A

      ページ: 3095-3098

    • NAID

      10015706740

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Landau Theory of Phase Transition in Ferroelectric P[VdF/TrFE] Copolymer Single Crystals2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishiabshi, M.Iwata
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44, 9A

      ページ: 6624-6628

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Landau Theory of Phase Transition in Ferroelectric P[VdF/TrFE] Copolymer Single Crystals : Hysteresis Loops2005

    • 著者名/発表者名
      M.Iwata, Y.Ishibashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44, 9A

      ページ: 6667-6679

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polarization Reversals in the Presence of the 90°Domain Walls2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishibashi, M.Iwata, E.Salje
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44, 10A

      ページ: 7512-7515

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ferroelectric Domain Wall Structure in PNT-PT Mixed Crystals by AMF2005

    • 著者名/発表者名
      M.Iwata, M.Naeda, I.Suzuki, N.Yasuda, Y.Ishibashi
    • 雑誌名

      J.Korean Physical Society 46 46

      ページ: 1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phenomenological Theory of the Morphotropic Phase Boundary with Monoclinic Phase in Solid-Solution Systems of Perovskite-Type Oxide Ferroelectrics2005

    • 著者名/発表者名
      M.Iwata, Y.Ishibashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44, 10A

      ページ: 3095-3098

    • NAID

      10015706740

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Landau Theory of Phase Transition in Ferroelectric P[VdF/TrFE] Copolymer Single Crystals2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishibashi, M.Iwata
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44,9A

      ページ: 6624-6628

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Landau Theory of Phase Transition in Ferroelectric P[VdF/TrFE] Copolymer Single Crystals : Hysteresis Loops2005

    • 著者名/発表者名
      M.Iwata, Y.Ishibashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44,9A

      ページ: 6667-6679

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Polarization Reversals in the Presence of the 90° Domain Walls2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishibashi, M.Iwata, E.Salje
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44,10A

      ページ: 7512-7515

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Ferroelectric Domain Wall Structure in PZN-PY Crystals2005

    • 著者名/発表者名
      M.Iwata, Y.Ishibashi 他
    • 雑誌名

      J.Korean Phys.Soc. 46/1

      ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Structures of Interfaces in Layered Ferroelectrics2004

    • 著者名/発表者名
      C.H.Tsang, Y.Ishibashi 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73/11

      ページ: 3158-3165

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] On the Theoretical Models of Ferroelectric Thin Films2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishibashi
    • 雑誌名

      Trans.Mat.Res.Soc.Japan 29/4

      ページ: 1055-1058

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Dispersion Relation of Third Order Nonlinear Susceptibility2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishibashi 他
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73/8

      ページ: 2323-2325

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] セラミクスの電磁気的・光学的性質2004

    • 著者名/発表者名
      岩田真, 石橋善弘
    • 雑誌名

      セラミクス 39/10

      ページ: 865-870

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Ferroelectric Thin Films Basic Properties and Device Physics for Memory Applications2005

    • 著者名/発表者名
      M.Okuyama, Y.Ishibashi(Eds.)
    • 総ページ数
      244
    • 出版者
      Springer
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] Ferroelectric Thin Films---Basic Properties and Device Physics for Memory Applications2005

    • 著者名/発表者名
      M.Okuyama, Y.Ishibashi (Eds.)
    • 出版者
      Springer
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [図書] Ferroelectric Thin Films2005

    • 著者名/発表者名
      M.Okuyama, Y.Ishibashi
    • 総ページ数
      244
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2020-05-15  

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