• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

マルチスケール構造解析によるドメイン構造評価と物性解明

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0124
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

漆原 大典  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60824886)

研究分担者 柿本 健一  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40335089)
浅香 透  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80525973)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードマルチスケール構造解析 / フェロイック物質 / ドメイン構造 / 強誘電体 / マルチスケール解析
研究開始時の研究の概要

強誘電体をはじめとするフェロイック物質は、応力や電界といった外的起因によりドメイン構造を変化させる。ドメイン構造の制御により圧電特性が改善するという報告など、局所構造のもつ機能を明らかにすることが材料開発において重要な課題である。本国際共同研究では強誘電体試料に対して温度、応力、電界を組み合わせた物性評価を行い、各特性の起因を結晶構造の観点から調査する。評価スケールの異なる手法を横断的に駆使したマルチスケール構造解析を実施することで、マクロな物性とミクロな結晶構造をつなぎ合わせ、フェロイック物質のもつ物性と構造の相関を明らかにする。

研究成果の概要

本国際共同研究では強誘電体試料に対して温度、応力、電界を組み合わせた物性評価を行った。更に、評価スケールの異なる手法を横断的に駆使したマルチスケール構造解析を実施することで、マクロな物性とミクロな結晶構造をつなぎ合わせ、フェロイック物質のもつドメイン構造と物性の相関を明らかにした。非鉛強誘電体の局所構造評価において、格子欠陥がドメインサイズや形状に影響を与えていることが明らかとなり、格子欠陥の導入によりドメイン構造の制御が可能となった。ドメイン構造中の局所構造の変化が誘電特性に影響を与えていることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

強誘電体材料は様々な電子部品に使用され、その機能の向上および改善には結晶構造とともにドメイン構造の制御が重要な課題である。ドメイン壁の局所領域においては特異な結晶構造や格子ひずみが生じることがあり、物質本来からは予想されない機能を示すことがある。本研究では非鉛強誘電体に対して温度、応力、電場を組み合わせた環境下での物性測定とその際に生じるドメイン構造について評価を行った。外場を起因とするドメイン構造の制御だけではなく、試料合成条件からもドメイン構造の制御が可能であることを見出し、ドメイン構造が新たな機能発現の場となり得ることが明らかとなった。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Univ. Erlangen-Nuremberg(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Univ. Erlangen-Nuremberg(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Room temperature deposition of freestanding BaTiO3 films: temperature-induced irreversible structural and chemical relaxation2022

    • 著者名/発表者名
      Eckstein Udo、Khansur Neamul H.、Bergler Michael、Urushihara Daisuke、Asaka Toru、Kakimoto Ken-ichi、Sadl Matej、Dragomir Mirela、Ursic Hana、de Ligny Dominique、Webber Kyle G.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 57 号: 28 ページ: 13264-13286

    • DOI

      10.1007/s10853-022-07467-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Defect modulated dielectric properties in powder aerosol deposited ceramic thick films2022

    • 著者名/発表者名
      Eckstein Udo、Khansur Neamul H.、Urushihara Daisuke、Asaka Toru、Kakimoto Ken-ichi、Fey Tobias、Webber Kyle G.
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 48 号: 22 ページ: 33082-33091

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2022.07.241

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature‐induced changes of the electrical and mechanical properties of aerosol‐deposited BaTiO3 thick films for energy storage applications2022

    • 著者名/発表者名
      Zhuo Fangping、Eckstein Udo R.、Khansur Neamul H.、Dietz Christian、Urushihara Daisuke、Asaka Toru、Kakimoto Ken-ichi、Webber Kyle G.、Fang Xufei、Roedel Juergen
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society

      巻: 105 号: 6 ページ: 4108-4121

    • DOI

      10.1111/jace.18377

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Significant displacement of calcium and barium ions in ferroelectric (Ba<sub>0.9</sub>Ca<sub>0.1</sub>)TiO<sub>3</sub> revealed by x-ray fluorescence holography2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Y.、Kawamura K.、Sugimoto H.、Gadelmawla A.、Kimura K.、Happo N.、Tajiri H.、Webber K. G.、Kakimoto K.、Hayashi K.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 120 号: 5 ページ: 052905-052905

    • DOI

      10.1063/5.0076325

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unique octahedral rotation pattern in the oxygen-deficient Ruddlesden-Popper compound Gd3Ba2Fe4O122021

    • 著者名/発表者名
      Urushihara Daisuke、Nakajima Kenta、Nakamura Ariki、Fukuda Koichiro、Sugai Hodaka、Konishi Shinya、Tanaka Katsuhisa、Asaka Toru
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section C Structural Chemistry

      巻: 77 号: 6 ページ: 286-290

    • DOI

      10.1107/s2053229621005258

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ combined stress‐ and temperature‐dependent Raman spectroscopy of Li‐doped (Na,K)NbO <sub>3</sub>2021

    • 著者名/発表者名
      Khansur Neamul H.、Eckstein Udo R.、Bergler Michael、Martin Alexander、Wang Ke、Li Jing‐Feng、Cicconi Maria Rita、Hatano Keiichi、Kakimoto Ken‐ichi、de Ligny Dominique、Webber Kyle G.
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society

      巻: 105 号: 4 ページ: 2735-2743

    • DOI

      10.1111/jace.18269

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observation of Ferrochiral Transition Induced by an Antiferroaxial Ordering of Antipolar Structural Units in Ba(TiO)Cu4(PO4)42021

    • 著者名/発表者名
      Hayashida Takeshi、Kimura Kenta、Urushihara Daisuke、Asaka Toru、Kimura Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 9 ページ: 3638-3646

    • DOI

      10.1021/jacs.1c00391

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ニオブ系圧電セラミックスにおける焼成雰囲気と荷電ドメイン壁構造2023

    • 著者名/発表者名
      小林凌太、漆原大典、Alexander Martin、柿本健一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2023年年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ニオブ系圧電セラミックスにおける荷電ドメイン壁構造評価2023

    • 著者名/発表者名
      漆原大典、小林凌太、A. Martin、浅香透、柿本健一
    • 学会等名
      第40回強誘電体会議
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 酸素分圧制御下で焼結合成したニオブ系圧電セラミックスの微構造2022

    • 著者名/発表者名
      小林凌太、漆原大典、Alexander Martin、柿本健一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第35回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] トポタクティック化学反応を用いた高原子価鉄酸化物の合成と構造・物性評価2022

    • 著者名/発表者名
      冨田大貴、中村有槻、漆原大典、浅香透、中村真一、福田功一郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第35回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Aサイト欠損系ペロブスカイトLa1/3NbO3の局所構造観察2022

    • 著者名/発表者名
      酒井 勇祐、漆原 大典、浅香 透、福田 功一郎、Zijian Yang、谷端 直人、武田 はやみ、中山 将伸
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第78回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ニオブ系無鉛圧電セラミックスの焼成過程とドメイン構造評価2021

    • 著者名/発表者名
      小林 凌太、漆原 大典、A. Martin、柿本 健一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第34回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Ruddlesden-Popper型鉄酸化物Gd3Ba2Fe4O12の結晶構造と電気・磁気物性2021

    • 著者名/発表者名
      中村 有槻、中島 健太、菅井 穂高、小西 伸弥、田中 勝久、漆原 大典、浅香 透、福田 功一郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第34回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状ペロブスカイト強誘電体Sr2Nb2O7の変調構造制御と局所構造観察2021

    • 著者名/発表者名
      酒井 勇祐、外山 望、漆原 大典、浅香 透、福田 功一郎、小西 伸弥、田中 勝久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第34回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Ruddlesden-Popper型鉄酸化物Gd3Ba2Fe4O12の結晶構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      漆原 大典、中島 健太、中村 有槻、浅香 透、福田 功一郎、菅井 穂高、小西 伸弥、田中 勝久
    • 学会等名
      令和3年度日本結晶学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Crystal structure and various physical properties in novel layered compounds2021

    • 著者名/発表者名
      Urushihara Daisuke、Asaka Toru、Fukuda Koichiro
    • 学会等名
      The 12th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電子顕微鏡法を用いたSr2(1-x)A2xNb2O7(A = Ba, Ca)の変調構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      酒井 勇祐, 漆原 大典, 外山 望, 浅香 透, 福田 功一郎, 小西 伸弥, 田中 勝久
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第77回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状ペロブスカイト強誘電体Sr2Nb2O7の変調構造2020

    • 著者名/発表者名
      漆原 大典, 村山萌珠, 外山望, 浅香 透, 福田 功一郎
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第76回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-10-10   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi