アルカリ金属固溶型K系ファイバー単結晶による無鉛強誘電体の実現

• 研究課題/領域番号: 21605012
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 元素戦略
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 木村 秀夫 独立行政法人物質・材料研究機構, 環境・エネルギー材料部門, グループリーダー (50343843)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 強誘電体 / 無鉛強誘電体 / ファイバー単結晶 / 複数元素添加 / 希土類元素添加 / 方位制御 / インピーダンス / 誘電率 / 低温・高温

研究概要

RbやCsをNaと共添加した(KNa) NbO_3単結晶を、独自の引き下げ法で育成した。イオン半径の異なるイオンの共添加により、育成時に発生する組成変動を抑制することができた。この効果は、RsとNaとの共添加の時が大きいようであった。現在まで、共添加単結晶においてファイバー状単結晶の育成条件は最適化できていないため、長尺単結晶は育成できていないが、これまでの経験から、加熱方法を変更することで改善は可能である。共添加によっても室温で正方晶である結晶構造には変化なかった。電気特性として誘電率とインピーダンスを測定したが、これらの値はKNbO_3の値と同程度であった。単結晶組成の最適化により、電気特性の改善も期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Electric properties of alkali metal doped potassium niobate crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, R. Tanahashi, H. Y. Zhao, Q. W. Yao, Z. X. Cheng, X. L. Wang
  • 雑誌名: Ceram. Int 巻: 38S
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric properties of alkali metal doped potassium niobate crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Kimura, R.Tahnahashi, 他4名
  • 雑誌名: Ceramic International 巻: 38S ページ: S109-S112
  • DOI: 10.1016/j.ceramint.2011.04.061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal growth and electric-property change by rubidium or cesium doping on potassium-sodium-niobate (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, R. Tanahashi, H. Y. Zhao and K. Maiwa
  • 雑誌名: Crys. Res. Technol 巻: 46(1) ページ: 37-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Research progress on oxide crystals and thin films (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, H. Y. Zhao, Q. W. Yao, Z. X. Cheng, X. L. Wang
  • 雑誌名: J. Synthetic Crystals 巻: 40(3) ページ: 789-795
  • 査読あり
• [雑誌論文] Research progress on oxide crystals and thin films (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Kimura, 他3名
  • 雑誌名: Journal of Synthetic Crystals(人工晶体学報) 巻: 40 ページ: 789-795
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal growth of alkali metal ion doped potassium niobate fiber single crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, R. Tanahashi, H. Y. Zhao, K. Maiwa, Z. X. Cheng and X. L. Wang
  • 雑誌名: Opt. Mater 巻: 32 ページ: 735-738
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of KNbO3 Films from K_2NbO_3F Solution on Oxide Substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, R. Tanahashi, H. Y. Zhao, and K. Maiwa
  • 雑誌名: Ferroelectrics 巻: 403(1) ページ: 26-31
  • 査読あり
• [雑誌論文] ビスマス-鉄系マルチフェロイック薄膜の特性改善への材料学的アプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村秀夫、Z. X. Cheng、H. Y. Zhao、X. L. Wang
  • 雑誌名: まてりあ(Materia Japan) 巻: 49(8) ページ: 364-370
  • NAID: 10026513362
  • 査読あり
• [雑誌論文] Li(Ga_<1-x> M_x) O_2(M : B or Al) single crystals grown by Floating zone method (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, R. Tanahashi and K. Maiwa
  • 雑誌名: Key Eng. Mater 巻: 421-422 ページ: 185-188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of KNbO_3 Films from K_2NbO_3F Solution on Oxide Substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kimura, et al
  • 雑誌名: Ferroelectrics 巻: 403 ページ: 26-31
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal growth of alkali metal ion doped potassium niobate fiber single crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kimura, et al
  • 雑誌名: Opt.Mater. 巻: 32 ページ: 735-738
  • 査読あり
• [雑誌論文] Li(Ga_<1-x>M_x)O_2(M : B or Al) single crystals grown by Floating zone method (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kimura, et al
  • 雑誌名: Key Eng.Mater. 巻: 421-422 ページ: 185-188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal growth of alkali metal ion doped potassium niobate fiber single crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kimura
  • 雑誌名: Optical Materials 32 ページ: 735-738
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potassium-Sodium-Rubidium Niobate Singlr Crystals and Their Electric Properties (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, R. Tanahashi, K. Maiwa, H. Baba, Z. X. Cheng and X. L. Wang
  • 雑誌名: Int. J. Mod. Phys 巻: 23(17) ページ: 3631-3636
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potassium-sodium-rubidium niobate single crystals and electric properties (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kimura
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics B 23 ページ: 3631-3636
  • 査読あり
• [学会発表] Oxide materials as bulk single crystals and thin films- (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, R. Tanahashi, H. Y. Zhao and Q. W. Yao
  • 学会等名: Seminar of School of Materials Science and Engineering
  • 発表場所: Southeast University, Nanjing
  • 年月日: 2010-10-25
• [学会発表] Oxide materials from bulk single crystals to thin films-Searching a frontier applications- (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, H. Y. Zhao, Q. W. Yao, Z. X. Cheng and X. L. Wang
  • 学会等名: 2010 Shanghai Workshop on Applied Materials(SWAM 2010)
  • 発表場所: Shanghai
• [学会発表] Oxide materials from bulk single crystals to thin films-Searching a frontier applications- (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kimura, at al.
  • 学会等名: 2010 Shanghai Workshop on Applied Materials(SWAM 2010)
  • 発表場所: Shanghai(中国)
• [学会発表] Recent applications of oxide single crystals and thin films (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura
  • 学会等名: 1st Australia-Japan Workshop on Electronic and Magnetic Materials
  • 発表場所: Wollongong
  • 年月日: 2009-11-24
• [学会発表] CRYTAL GROWTH OF ALKALI METAL DOPED POTASSIUM NIOBATE FIBER SINGLE CRYSTALS (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, R. Tanahashi, H. Y. Zhao, K. Maiwa, Z. X. Cheng and X. L. Wang
  • 学会等名: International Conference on New Materials Design For the Next Generation of Performed Components
  • 発表場所: Algiers
• [学会発表] Crystal growth of alkali metal ion doped potassium niobate fiber single crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kimura
  • 学会等名: New Materials Design Technology for the Next Generation of Performed Components (NMDT-NGPC 2009)
  • 発表場所: The Algiers Nuclear Research Centre, Algiers, Algeria
• [図書] HOLMIUM OXUDE SINGLE CRYSTALS AND THEIR PROPERTIES, In : Advances in Chemistry Research (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, T. Numazawa and T. J. Sato
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [図書] Al or Ga Substitution for B on Barium and Lithium Borate Crystals-Melt Supercooling and Property Improvement, In : Handbook on Borates : Chemistry, Production and Applications (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kimura, C. V. Kannan
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [備考]
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/KIMURA_Hideo-j.html