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強誘電・強弾性逐次相転移における巨大粒度効果の機構解明とその制御および利用

研究課題

研究課題/領域番号 18K04694
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

川路 均  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10214644)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード構造相転移 / 巨大粒度効果 / 強誘電体 / 強弾性ドメイン構造 / トリジマイト型構造 / 強誘電体結晶 / 強弾性ドメイン / 相転移 / ドメイン構造
研究成果の概要

固体における構造相転移は結晶を構成する原子の配列の微妙な変化によって起こるものの、いくつかの強誘電体結晶においては通常では考えられないほどの1mmというマクロなサイズを境に相転移が出現/消失する「巨大粒度効果」が観測され、その機構を明らかにすることを目的としてCsZnPO4、CsCoPO4、RbZnPO4、RbCoPO4などの化学的に高純度でかつ欠陥などの物理的純度の高い単結晶試料を合成し、その熱物性について調べた。その結果、より高温での強弾性相転移に伴う強弾性ドメイン構造の発生が巨大粒度効果に大きな影響を与えていることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

潜熱を伴う一次相転移において、核生成や核成長が重要な役割を示すことはすでに知られていたが、固相間相転移において結晶ドメイン壁が核生成サイトとなることはあまり知られていなかった。結晶ドメイン壁は結晶内部とは異なる対称性を持ち、その対称性の違いにより相転移の引き金になることを発見したことは大きな学術的意義を持っている。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] トリジマイト型化合物CsBPO4(B : Zn, Co, Mn)の相転移の結晶サイズ効果の熱力学的研究2020

    • 著者名/発表者名
      清水将乃斗,気谷卓,川路均
    • 学会等名
      第56回熱測定討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トリジマイト型化合物CsAPO4(A:Zn,Co)の相転移におけるサイズ効果の熱力学的研究2019

    • 著者名/発表者名
      清水 将乃斗,気谷 卓,川路 均
    • 学会等名
      第55回日本熱測定討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermodynamic Study of Size Effect in the Phase Transition of Tidymite-type CsAPO4 (A: Zn, Co)2019

    • 著者名/発表者名
      Manato SHIMIZU, Suguru KITANI, Hitoshi KAWAJI
    • 学会等名
      The Seventh International Symposium on the New Frontiers of Thermal Studies of Materials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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