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圧電体セラミックス材料開発のための圧電特性・結晶構造同時計測システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K04948
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 結晶工学
研究機関広島大学

研究代表者

森吉 千佳子  広島大学, 理学研究科, 教授 (00325143)

研究分担者 和田 智志  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60240545)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード圧電セラミックス / 電場下結晶構造 / 放射光回折 / 誘電特性-結晶構造同時測定 / 誘電特性-結晶構造同時計測 / 誘電体物性 / 物性実験 / 放射光科学 / 結晶工学
研究成果の概要

誘電体セラミックス試料に電場印加したときの巨視的歪みの発生機構を明らかにすることを目的とし、圧電定数の大きい鉛フリーな誘電体の開発と、結晶構造レベルの歪み発生機構を明らかにするための放射光X線回折実験技術の開発を行った。セラミックス試料に印加される電場を変化しながら放射光回折パターンを調べることにより、本質的な結晶構造の歪みと巨視的な歪みとの関係を明らかにし、ペロブスカイト型固溶体セラミックスが大きな電気歪みを有するために求められる結晶学的なファクターを議論した。この成果は今後の物質設計に指針を与えるものと期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

鉛フリーの材料開発は人類共通の喫緊の課題である。この研究では、圧電素子への応用が可能な高性能なペロブスカイト型酸化物の創製を目指し、さらにその性能を原子レベルで理解するために最先端の放射光技術を開発しミクロな機構を議論した。ここで開発された物質や測定技術を発展・応用することにより、さらなる高機能な圧電体材料の開発に寄与することができることに意義がある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Indian Institute of Technology/(Banaras Hindu University)(インド)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] In-situ electric field induced lattice strain response observation in BiFeO<sub>3</sub>&ndash;BaTiO<sub>3</sub> lead-free piezoelectric ceramics2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kim, G. P. Khanal, H.-W. Nam, M. Kim, I. Fujii, S. Ueno, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa and S. Wada
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 126 号: 5 ページ: 316-320

    • DOI

      10.2109/jcersj2.17259

    • NAID

      130006730890

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication and piezoelectric properties of BaTiO 3 /BaTiO 3 -Bi(Mg 1/2 Ti 1/2 )O 3 -BiFeO 3 composites2018

    • 著者名/発表者名
      Fujii Ichiro、Ariizumi Shin、Ueno Shintaro、Moriyoshi Chikako、Kuroiwa Yoshihiro、Wada Satoshi
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 44 号: 9 ページ: 10657-10662

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2018.03.094

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 層状複水酸化物LDHの結晶構造の研究~塩化物イオン型LDHの結晶構造と放射光粉末回折によるその場構造計測の取組~2018

    • 著者名/発表者名
      森吉千佳子,河口彰吾
    • 雑誌名

      日本化学会研究会「低次元系光機能材料研究会」ニュースレター

      巻: 16 ページ: 18-22

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure fluctuation in Gd- and Mg-substituted BaTiO3 with cubic structure2017

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Takeda, Zhi-Gang Zhang, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa, Atsushi Honda, Noriyuki Inoue, Shin’ichi. Higai, and Akira Ando
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 10S ページ: 10PB10-10PB10

    • DOI

      10.7567/jjap.56.10pb10

    • NAID

      210000148357

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and electrical characteristics of potential candidate lead-free BiFeO3-BaTiO3 piezoelectric ceramics2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kim, G. P. Khanal, H.-W. Nam, I. Fujii, S. Ueno, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, and S. Wada
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 122 号: 16 ページ: 164105-164105

    • DOI

      10.1063/1.4999375

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Crystal structure of functional materials by synchrotron radiation X-ray diffraction (tutorial)2018

    • 著者名/発表者名
      Chikako Moriyoshi
    • 学会等名
      2018 ISAF-FMA-AMF-AMEC-PFM Joint Conference (IFAAP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structure Fluctuation and Soft Phonon Modes in Improper Ferroelectric BaAl2O4 by Single Crystal X-ray Diffraction2018

    • 著者名/発表者名
      Chikako Moriyoshi
    • 学会等名
      2018 ISAF-FMA-AMF-AMEC-PFM Joint Conference (IFAAP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射光X線回折でみる層状複水酸化物の結晶構造2018

    • 著者名/発表者名
      森吉千佳子
    • 学会等名
      第5回島根大学-信州大学合同セミナー(公開セミナー)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射光回折でみる結晶構造のダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      森吉千佳子
    • 学会等名
      第62回物性若手夏の学校
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal Structure of Anion Changeable Layered Double Hydroxides by Synchrotron Radiation X-ray Diffraction2017

    • 著者名/発表者名
      Chikako Moriyoshi
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Frontiers in Materials Science (FMS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 相転移が抑制されたチタン酸バリウム系固溶体(Ba0.8Gd0.2)(Ti0.9Mg0.1)O3の構造ゆらぎ2017

    • 著者名/発表者名
      森吉千佳子
    • 学会等名
      第34回強誘電体応用会議
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 強誘電体セラミックスの電場印加放射光回折実験2016

    • 著者名/発表者名
      森吉千佳子
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス,広島県東広島市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BL02B2に導入された高温装置とPU活動について2016

    • 著者名/発表者名
      森吉千佳子
    • 学会等名
      SPRUC構造物性研究会
    • 発表場所
      関西学院大学三田キャンパス,兵庫県三田市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal Structure Analysis of Piezoelectric Materials under Electric Field: Time-resolved Single Crystal X-ray Diffraction Study2016

    • 著者名/発表者名
      Chikako Moriyoshi
    • 学会等名
      2016 Joint RCBJSF (13th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity)-IWRF (8th International Workshop on Relaxor Ferroelectrics) Conference
    • 発表場所
      くにびきメッセ,島根県松江市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 構造物性研究室HP

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/xtalphys/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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