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機能性材料としてのドメイン境界

研究課題

研究課題/領域番号 17K05489
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
研究機関千葉大学

研究代表者

横田 紘子  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (50608742)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードドメイン境界 / 極性 / 非線形光学 / 機能性 / 光第2高調波 / 強弾性体 / 圧電体 / 濃度相境界
研究成果の概要

ドメイン境界が示す特異な物性を計測することを目指し、光第2高調波顕微鏡を用いた実験を行ってきた。その結果、さまざまな種類の強弾性体においてドメイン境界が極性を有することを明らかにした。これらの極性は強度が小さく応用には適さないことから本研究ではそれを増強する手段として、応力印加や不純物効果に着目して実験を行った。その結果、機械的応力印加や不純物によりドメイン境界が有する極性を増強することが可能であること、また、反位相境界も同様な特性を示すことを明らかにすることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

強弾性ドメイン境界は高密度化が可能であることから応用の観点からも注目を集めている。特にドメイン境界がバルクとは異なる特性を示す場合には、高密度メモリデバイスなどへの応用が期待されている。本研究では、応力印加や不純物添加により、デバイス開発に必要な特性を増強することが可能である点を明らかにしたことからも社会的意義は大きいといえる。また、反強誘電体における反位相境界が極性を有し、それが相転移することを明らかにした。これは反強誘電体の相転移機構解明の上で重要な学術駅意義があるといえる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Cambridge Unviersity/University of Oxford/Unviersity of Warwick(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Tel Aviv University(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 西安交通大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 西安交通大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Oxford/Warwick University(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Tel Aviv University(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 西安交通大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Ecole Central Paris/ESRF(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Tel Aviv大学(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Oxford/University of Warwick(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 光第2高調波顕微鏡を用いたドメイン境界における物性評価2019

    • 著者名/発表者名
      YOKOTA Hiroko
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 61 号: 2 ページ: 77-78

    • DOI

      10.5940/jcrsj.61.77

    • NAID

      130007659751

    • ISSN
      0369-4585, 1884-5576
    • 年月日
      2019-05-31
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polar nature of domain boundaries in purely ferroelastic Pb3(PO4)2 investigated by second harmonic generation microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Yokota H.、Matsumoto S.、Salje E. K. H.、Uesu Y.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.024101

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Symmetry and three-dimensional anisotropy of polar domain boundaries observed in ferroelastic LaAlO3 in the complete absence of ferroelectric instability2018

    • 著者名/発表者名
      Yokota H.、Matsumoto S.、Salje E. K. H.、Uesu Y.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 10

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.104105

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing the intrinsic and extrinsic origins of piezoelectricity in lead zirconate titanate single crystals2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Nan、Gorfman Semen、Choe Hyeokmin、Vergentev Tikhon、Dyadkin Vadim、Yokota Hiroko、Chernyshov Dmitry、Wang Bixia、Glazer Anthony Michael、Ren Wei、Ye Zuo-Guang
    • 雑誌名

      Journal of Applied Crystallography

      巻: 51 号: 5 ページ: 1396-1403

    • DOI

      10.1107/s1600576718011317

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Local structures and temperature-driven polarization rotation in Zr-rich PbZr1-xTixO32018

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhen、Zhang Nan、Yokota Hiroko、Glazer A. M.、Yoneda Yasuhiro、Ren Wei、Ye Zuo-Guang
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 113 号: 1

    • DOI

      10.1063/1.5024422

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Local-scale Structures across the Morphotropic Phase Boundary in PbZr1-xTixO32018

    • 著者名/発表者名
      N. Zhang, H. Yokota, A. M. Glazer, D. A. Keen, S. Gorfman, P. A. Thomas,W. Ren and Z. G. Ye
    • 雑誌名

      IUCrJ

      巻: 5 号: 1 ページ: 73-81

    • DOI

      10.1107/s2052252517016633

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Polar nature of stress-induced twin walls in ferroelastic CaTiO32017

    • 著者名/発表者名
      H. Yokota, S. Niki, R. Haumont, P. Hicher and Y. Uesu
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 7 号: 8

    • DOI

      10.1063/1.4990608

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Combined local and average structural analysis on piezoelectric PbZr (1-x)TixO32020

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Yokota
    • 学会等名
      6th IROAST SYMPOSIUM: 1st PanPacific Reverse Monte Carlo Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 強弾性ドメイン境界における極性評価2020

    • 著者名/発表者名
      横田 紘子, 松本 逸, 長谷川 望夢, E.K.H. Salje
    • 学会等名
      強的秩序とその操作に関わる研究グループ 第10回 研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 強弾性体Mg添加Pb3(PO4)2における極性ドメイン境界観察2020

    • 著者名/発表者名
      横田紘子, 松本逸, 長谷川望夢, E.K.H. Salje, 上江洲由晃
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Polar domain boundaries in ferroelastic materials2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Yokota and Suguru Matsumoto
    • 学会等名
      ISAF 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 強弾性体Pb3(PO4)2における極性ドメイン境界観察2019

    • 著者名/発表者名
      横田紘子, 松本逸, E. K. H. Salje, 上江洲由晃
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光第 2 高調波顕微鏡を用いた間接強弾性体 Pb3 (PO4)2におけるドメイン境界観察2019

    • 著者名/発表者名
      横田紘子, 松本逸, E. K. H. Salje, 上江洲由晃
    • 学会等名
      第36回 強誘電体応用会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 圧電固溶体Pb(Zr,Ti)O3における圧電定数の起因解明2019

    • 著者名/発表者名
      横田 紘子, Nan Zhang, Semen Gorfman, Hyeokmin Choe, Tikhon Vergentev, Dmitry Chernyshow, Mike Glazer
    • 学会等名
      強的秩序とその操作に関わる研究グループ 第9回 研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 周期性反転分域構造におけるドメイン境界2019

    • 著者名/発表者名
      横田紘子, 松本逸
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Combined local and average structure analysis on PbZr1-xTixO32018

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Yokota
    • 学会等名
      EMRS Fall meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Local structure analysis on piezoelectric PbZr1-xTixO32018

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Yokota, Nan Zhang, Mike Glazer
    • 学会等名
      THERMEC’2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct observations of polarity at the domain boundaries2018

    • 著者名/発表者名
      H.Yokota, S. Matsumoto, Y. Uesu
    • 学会等名
      JKC-FE12
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observations of polar domain boundary in ferroelastics2018

    • 著者名/発表者名
      H. Yokota and S. Matsumoto
    • 学会等名
      ISAF2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 温度変化がもたらすPbZr1-xTixO3の局所構造変化2018

    • 著者名/発表者名
      横田紘子, N. Zhang, Z. Wang and M. Glazer
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧電固溶体Pb(Zr,Ti)O3における巨大電気機械結合定数の起因解明2018

    • 著者名/発表者名
      横田紘子, N. Zhang, S. Gorfman, H. Choe, T. Vergentev, D. Chemyshov, M. Glazer, B. Wang, W. Ren and Z-G.Ye
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Three-dimensional observations of polar domain boundaries in ferroelastic materials2018

    • 著者名/発表者名
      H. Yokota and S. Matsumoto
    • 学会等名
      Fundamental Physics of Ferroelectrics 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding the origin of electro mechanical coupling in PbZr1-xTixO32017

    • 著者名/発表者名
      横田紘子, N. Zhang, S. Gorfman, H. Choe, T. Vergentev, D. Chemyshov, M. Glazer, B. Wang, W. Ren and Z-G.Ye
    • 学会等名
      MRSJ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 光第2高調波顕微鏡によるドメイン境界観察2017

    • 著者名/発表者名
      横田紘子, 松本逸, Rapahel Haumont
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 光第 2 高調波を用いた反強誘電体PbZrO3の中間相観察2017

    • 著者名/発表者名
      横田紘子, 松本逸, Pierre-Eymeric Janolin
    • 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] Polar nature at the domain boundary2017

    • 著者名/発表者名
      H. Yokota, S. Niki, R. Haumont, Yoshiaki Uesu
    • 学会等名
      International Meeting of Ferroelectrics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-22  

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