ビスマス層状構造強誘電体を用いた非鉛セラミックレゾネータの実用化に関する開発研究

• 研究課題/領域番号: 19760470
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 永田 肇 東京理科大学, 理工学部・電気電子情報工学科, 助教 (70339117)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,140千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2007年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 機能性セラミックス / 非鉛圧電セラミックス / セラミックレゾネータ / 機械品質係数 / 共振周波数温度特性 / ビスマス層状構造強誘電体 / 非鉛 / 発振安定性 / 機械的品質係数 / 共振周波数温度係数 / 相転移温度 / 混合ビスマス層状構造強誘電体 / キュリー点 / 酸素欠陥

研究概要

本研究は、セラミックレゾネータ応用に求められる性能を十分に満足する材料を、環境にやさしい非鉛系ビスマス層状構造強誘電体(BLSF)セラミックスを用いて開発しようとするものである。BLSFセラミックスの結晶方位を制御することより、セラミックレゾネータの温度安定性を向上させることが出来た。その結果、レゾネータ応用に求められる基本的な性能を満足する非鉛BLSFセラミックスを得た。

研究成果

• [雑誌論文] Temperature dependence of piezoelectric properties on Nd and V co-substituted Bi4Ti3O12 Ceramics for Ceramic Resonator Applications (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, S. Matsuzawa, T. Tokutsu, S. Inai, M. Suzuki, Y. Hiruma and T. Takenaka
  • 雑誌名: Ceramic International Volume 35, Issue 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal depoling process and piezoelectric properties of bismuth sodium titanate ceramics (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuji Hiruma, Hajime Nagata, and Tadashi Takenaka
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105 ページ: 84-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Piezoelectric Properties for KNbO3-Based Ceramics (2009)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nagata, Tadayuki Hirosue, Kouhei Hikita, Yuji Hiruma, and Tadashi Takenaka
  • 雑誌名: Ferroelectrics 381 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of piezoelectric properties on Nd and V co-substituted Bi_4Ti_3O_<12> Ceramics for Ceramic Resonator Applications (2009)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nagata
  • 雑誌名: Ceramic International 35, 1 ページ: 163-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large electrostrain near the phase transition temperature of (Bi1/2Na1/2)TiO3-SrTiO3 ferroelectric ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Hiruma, Y. Imai, Y. Watanabe, H. Nagata and T. Takenaka
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol.92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature Dependences of Piezoelectric Properties of (Sr, Me)Bi2(Nb,V)2O9 (Me=Ba, Ca, Bi0.5Na0.5) Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinya Inai, Yuji Hiruma, Muneyasu Suzuki, Hajime Nagata and Tadashi Takenaka
  • 雑誌名: Ceramic International Vol.34 ページ: 741-744
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-field-induced Strain in Mn-doped KNbO3 Ferroelectric Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Matsumoto, Y. Hiruma, H. Nagata and T. Takenaka
  • 雑誌名: Ceramic International Vol.34 ページ: 787-791
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Temperature Piezoelectric Properties of Vanadium doped Bi4Ti3O12 Ceramics with Grain Orientation (2008)
  • 著者名/発表者名: H. NAGATA, T. TOKUTSU, D. NAKAI, Y. HIRUMA, and T. TAKENAKA
  • 雑誌名: Ferroelectrics Volume 368, Issue 1 ページ: 202-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical properties and tracer diffusion of oxygen in some Bi-based lead-free piezoelectric ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nagata
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 116[2] ページ: 271-277
  • NAID: 110006571090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current Developments and Prospective of Lead-Free Piezoelectric Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Takenaka, Hajime Nagata, and Yuji Hiruma
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 3787-3801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Piezoelectric Properties of Grain-Oriented (Bi1/2K1/2)TiO3-BaTiO3 Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Nemoto, Yuji Hiruma, Hajime Nagata, and Tadashi Takenaka
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 3829-3832
  • NAID: 210000064841
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase diagrams and electrical properties of (Bi1/2Na1/2)TiO3-based solid solutions (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuji Hiruma, Hajime Nagata, and Tadashi Takenaka
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 106 ページ: 104-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase transition temperature and electrical properties of (Bi1/2Na1/2)TiO3-(Bi1/2A1/2)TiO3 (A=Li and K) lead-free ferroelectric ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuji Hiruma, Kazushige Yoshii, Hajime Nagata, and Tadashi Takenaka
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 103 ページ: 84-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical properties and tracer diffusion of oxygen in some Bi-based lead-free piezoelectric ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nagata
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 116 [2] ページ: 271-277
  • NAID: 110006571090
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Temperature Piezoelectric Properties of Vanadium doped Bi_4Ti_3O_12 Ceramics with Grain Orientation (2008)
  • 著者名/発表者名: Hajime NAGATA
  • 雑誌名: Ferroelectrics 368[1] ページ: 202-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase transition temperature and electrical properties of (Bi_<1/2>Na_<1/2>)TiO_3-(Bi_<1/2>A_<1/2>)TiO_3(A=Li and K) lead-free ferroelectric ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Hiruma
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 103084121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase diagrams and electrical properties of (Bi_<1/2>Na_<1/2>)TiO_3-based solid solutions (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuji Hiruma
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 104124106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current Developments and Prospective of Lead-Free Piezoelectric Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Takenaka
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 3787-3801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Piezoelectric Properties of Grain-Oriented (Bi_<1/2>K_<1/2>)TiO_3-BaTiO_3 Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Nemoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 3829-3832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Piezoelectric Properties of (Bi_<1/2>Na_<1/2>)TiO_3-Based Solid Solution for Lead-Free High-Power Applications (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuji Hiruma
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 7659-7663
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature Dependences of Piezoelectric Properties of (Sr, Me)Bi_2(Nb, V)_2O_9(Me=Ba, Ca, Bi_<0.5>Na_<0.5>) Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Sinya Inai
  • 雑誌名: Ceramic International 34, 4 ページ: 741-744
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of piezoelectric properties on Nd and V co-substituted Bi_4Ti_3O_<12> Ceramics for Ceramic Resonator Applications (2008)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nagata
  • 雑誌名: Ceramic International (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature Dependences of Piezoelectric Properties of (Sr, Me)Bi_2(Nb,V)_2O_9 (Me=Ba, Ca, Bi_<0.5>Na_<0.5>) Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinya Inai
  • 雑誌名: Ceramic International 34,4 ページ: 741-744
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Phase Transition Temperatures and Electrical Properties of (Bi_<1/2>Na_<1/2>)TiO_3-based Ferroelectric Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Watanabe
  • 雑誌名: Ceramic International 34,4 ページ: 761-764
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高い機械的品質係数を持つビスマス層状構造強誘電体セラミックス (2007)
  • 著者名/発表者名: 永田肇、晝間裕二、鈴木宗泰、竹中正
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C No.8 ページ: 1141-1146
  • NAID: 10019522112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Electrical Properties of Potassium Niobate Ferroelectric Ceramics (2007)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nagata, Kenji Matsumoto, Tadayuki Hirosue, Yuji Hiruma, and Tadashi Takenaka
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics Vol.46,No.10B ページ: 7084-7088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lead-free piezoelectric ceramics based on perovskite structures (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takenaka, H. Nagata, Y. Hiruma, Y. Yoshii and K. Matumoto
  • 雑誌名: Journal of Electroceramics Vol.19 ページ: 259-265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelectric property of Bi3TiTaO9 based ceramics with Nd substitution (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Suzuki, S. Inai, T. Tokutsu, H. Nagata and T. Takenaka
  • 雑誌名: Ferroelectrics 356 ページ: 62-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] The piezoelectric properties of La2O3 doped (Bi1/2Na1/2)TiO3- (Bi1/2K1/2)TiO3 ceramics (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshii, Y. Hiruma, M. Suzuki, H. Nagata and T. Takenaka
  • 雑誌名: Ferroelectrics 358 ページ: 134-138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Piezoelectric Properties of V and Ba Substituted SrBi2Nb2O9 Ceramics (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Inai, J. Sato, R. Aoyagi, Y. Hiruma, M. Suzuki, H. Nagata and T. Takenaka
  • 雑誌名: Ferroelectrics 358 ページ: 148-152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Piezoelectric Properties of KNbO3 Ceramics prepared by Ordinary Sintering (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Matsumoto, Y. Hiruma, H. Nagata and T. Takenaka
  • 雑誌名: Ferroelectrics 358 ページ: 169-174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Transition Temperatures and Piezoelectric Properties of (Bi1/2Na1/2)TiO3-(Bi1/2Li1/2)TiO3-(Bi1/2K1/2)TiO3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuji Hiruma, Hajime Nagata and Tadashi Takenaka
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control Vol.54,No.12 ページ: 2393-2499
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高い機械的品質係数を持つビスマス層状構造強誘電体セラミックス (2007)
  • 著者名/発表者名: 永田 肇
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌) 127-C,No.8 ページ: 1141-1146
  • NAID: 10019522112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Electrical Properties of Potassium Niobate Ferroelectric Ceramics (2007)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nagata
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 46,10B ページ: 7084-7088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelectric property of Bi_3TiTaO_9 based ceramics with Nd substitution (2007)
  • 著者名/発表者名: Muneyasu Suzuki
  • 雑誌名: Ferroelectrics 356 ページ: 62-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Transition Temperatures and Piezoelectric Properties of (Bi_<1/2>Na_<1/2>)TiO_3-(Bi_<1/2>Li_<1/2>)TiO_3-(Bi_<1/2>K_<1/2>)TiO3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuji Hiruma
  • 雑誌名: IEEE Transactions on UFFC 54,12 ページ: 2393-2499
  • 査読あり
• [学会発表] (Bi0.5Na0.5)TiO3系非鉛圧電セラミックスの大振幅特性における圧電諸特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 永田肇、渡部朋真、高井広大、晝間裕二、竹中正
  • 学会等名: 圧電材料・デバイスシンポジウム2009
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-02-02
• [学会発表] (Bi_<0.5>Na_<0.5>)TiO_3系非鉛強誘電体セラミックスの大振幅振動時における圧電諸特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 永田肇
  • 学会等名: 圧電材料・デバイスシンポジウム2009
  • 発表場所: 仙台・宮城
  • 年月日: 2009-02-02
• [学会発表] Piezoelectric Properties of Bismuth Layer-Structured Ferroelectric Ceramics with Wide Working Temperature (2008)
  • 著者名/発表者名: Hajime NAGATA
  • 学会等名: Third Japan-Taiwan Workshop on Future Frequency Control Devices
  • 発表場所: 高雄・台湾
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Electrical Properties and Temperature Dependence of CaBi2Ta2O9-Based Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tokutsu, H. Miyabayashi, Y. Hiruma. H. Nagata, T. Takenaka
  • 学会等名: AMEC6 & 28th Electronics Division Meeting
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2008-10-22
• [学会発表] CaBi2Ta2O9系セラミックスの電気的諸特性と圧電温度特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 得津統司、宮林宏和、晝間祐二、永田肇、竹中正
  • 学会等名: 日本セラミックス協会・第21回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 小倉
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] Piezoelectric aging behavior of high density KNbO_3-based ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: Hajime NAGATA
  • 学会等名: Electroceramics XI
  • 発表場所: Machester, UK
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] Fabrication and Piezoelectric Properties of Grain-Oriented (Bi1/2K1/2)TiO3-BaTiO3 Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Nemoto, Y. Hiruma, H. Nagata and T. Takenaka
  • 学会等名: The 6th Asian Meeting on Ferroelectrics AMF-6
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2008-08-05
• [学会発表] Evaluation of Piezoelectric Properties for KNbO3-Based Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, T. Hirosue, K. Hikita, Y. Hiruma, and T. Takenaka
  • 学会等名: The 6th Asian Meeting on Ferroelectrics (AMF-6)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2008-08-05
• [学会発表] KNbO_3系非鉛強誘電体セラミックスの圧電特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田肇
  • 学会等名: 第115回プロセス研究会
  • 発表場所: 野田・千葉
  • 年月日: 2008-07-12
• [学会発表] (Bi0.5Na0.5)TiO3系非鉛強誘電体セラミックスのハイパワー特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 晝間裕二、渡部朋真、永田肇、竹中正
  • 学会等名: 第25回強誘電体応用会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-05-28
• [学会発表] KNbO3系セラミックスの圧電経時変化特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田肇、田端総一郎、広末忠之、晝間裕二、竹中正
  • 学会等名: 第37回EMシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] KNbO_3系セラミックスの圧電経時変化特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田肇
  • 学会等名: 第37回EMシンポジウム
  • 発表場所: 神楽坂・東京
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] (Bi0.5Na0.5)TiO3-SrTiO3系非鉛強誘電体セラミックスの相転移温度と巨大電界誘起歪み (2008)
  • 著者名/発表者名: 今井能孝、渡辺芳則、晝間裕二、永田肇、竹中正
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会(2008年春季)
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] (Bi0.5Na0.5)TiO3系強誘電体セラミックスの大振幅振動時におけるハイパワー特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡部朋真、晝間裕二、永田肇、竹中正
  • 学会等名: 第55回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] ビスマス系無鉛圧電セラミックスの電気的特性と酸素同位体拡散 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田肇、晝間裕二、竹中正
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2008年年会
  • 年月日: 2008-03-22
• [学会発表] Piezoelectric aging behavior of high density KNbO3-based ceramics. (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, T. Hirosue, Y. Hiruma, and T. Takenaka
  • 学会等名: Electroceramics XI
  • 発表場所: Manchester, UK
• [学会発表] Piezoelectric Properties of Bismuth Layer-Structured Ferroelectric Ceramics with Wide Working Temperature (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, T. Tokutsu, H. Miyabayashi, Y. Hiruma, and T. Takenaka
  • 学会等名: 3rd Japan-Taiwan Workshop on Future Frequency Control Devices
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] Piezoelectric Properties of Potassium Niobate Based Ferroelectric Ceremics (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, T. Hirosue, Y. Hiruma and T. Takenaka
  • 学会等名: Second Japan-Taiwan Workshop on Future Frequency Control Devices
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2007-12-05
• [学会発表] Piezoelectric Properties of Potassium Niobate Based Ferroelectric Ceramics (2007)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nagata
  • 学会等名: 2nd Japan-Taiwan Workshop on Future Frequency Control Devices
  • 発表場所: 淡水,台湾
  • 年月日: 2007-12-03
• [学会発表] Fabrication and Piezoelectric Properties of Grain Oriented (Bi1/2K1/2)TiO3- BaTiO3 Ceramics (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Nemoto, Y. Hiruma, H. Nagata and T. Takenaka
  • 学会等名: 第28回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2007-11-15
• [学会発表] Grain-Orientation Effects for Temperature Dependences of Piezoelectric Properties on Vanadium Substituted SrBi_2Nb_2O_9 Ceramics (2007)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nagata
  • 学会等名: 13th US-Japan Seminar on Dielectric and Piezoelectric Ceramics
  • 発表場所: Awaji, Japan
  • 年月日: 2007-11-05
• [学会発表] (Bi1/2Na1/2)TiO3-BiAlO3系セラミックスの作製と電気的諸特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺芳則、晝間裕二、永田肇、竹中正
  • 学会等名: 第27回エレクトロセラミックス研究討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-10-19
• [学会発表] KNbO3系セラミックスにおける圧電諸特性の経時変化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 永田肇、広末忠之、松本研司、晝間裕二、竹中正
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] KNbO_3系セラミックスにおける圧電諸特性の経時変化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 永田 肇
  • 学会等名: 第20回に本セラミックス協会秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋工業大学,名古屋
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] High Temperature Piezoelectric Properties of some Bismuth Layer-structured Ferroelectrics (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Nagata, T. Tokutsu, D. Nakai, Y. Hiuruma and T. Takenaka
  • 学会等名: The 11th European Meeting on Ferroelectricity
  • 発表場所: Bled, Slovenia
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] High Temperature Piezoelectric Properties of some Bismuth Layer-structured Ferroelectrics (2007)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nagata
  • 学会等名: 11th European Meeting of Ferroelectricity
  • 発表場所: Bled, Slovenia
  • 年月日: 2007-09-04
• [学会発表] KNbO3系強誘電体セラミックスの作製プロセスと電気的諸特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 永田肇、松本研司、広末忠之、花神大樹、晝間裕二、竹中正
  • 学会等名: 第24回強誘電体応用会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2007-05-23
• [学会発表] 粒子配向したビスマス層状構造強誘電体セラミックスの圧電温度特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 永田肇、稲井慎也、中井大祐、得津統司、晝間裕二、竹中正
  • 学会等名: 第36回EMシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-05-17
• [学会発表] 粒子配向したビスマス層状構造強誘電体セラミックスの圧電温度特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 永田 肇
  • 学会等名: 第36回EMシンポジウム
  • 発表場所: 工学院大学,新宿
  • 年月日: 2007-05-17
• [図書] 無鉛圧電セラミックス・デバイス (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田肇(共著)
  • 出版者: 養賢堂