| 研究課題/領域番号 |
21K04832
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 香川大学 |
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研究代表者 |
馮 旗 香川大学, 創造工学部, 教授 (80274356)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ナノ複合メソクリスタル / 強誘電性 / 巨大圧電効果 / 巨大誘電効果 / 結晶格子歪み / ソフト化学法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、独自で開発したソフト化学法を用いて結晶方位を揃えた二種類のナノ結晶から構成された強誘電性ナノ複合メソクリスタルを作製し、Lattice Strain Engineering（結晶格子歪みの制御）による高性能圧電・誘電体材料を開発する。さらに機能発現のメカニズム解明により、強誘電性ナノ複合メソクリスタルに適用するLattice Strain Engineeringという新しい学問分野の基礎を構築する。以下の内容に沿って研究を行う。
①一連のナノ複合メソクリスタルの作製法の開発
②Lattice Strain Engineeringによる巨大圧電・誘電効果のメカニズム解明
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| 研究成果の概要 |
本研究は、独自で開発したソフト化学法を用いて結晶方位を揃えた二種類のナノ結晶から構成された強誘電性ナノ複合メソクリスタルを作製し、結晶格子歪みの制御による高性能圧電・誘電体材料の開発を行った。作製した各種強誘電性ナノ複合メソクリスタルの誘電特性評価した結果、巨大誘電効果を実現できることを明らかにした。 強誘電性ナノ複合メソクリスタルの圧電定数（d33）の増大効果は、構成したナノ結晶エピタキシャル界面における結晶格子ミスマッチに依存し、格子ミスマッチ3.4％付近に最大値となり、それを利用すれば鉛フリー圧電材料でもPZTに超える圧電定数（d33）を実現できる可能である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、申請者らの研究成果を踏まえて、各種ナノ結晶から構成される強誘電性ナノ複合メソクリスタルを作製し、強誘電、圧電、誘電特性評価およびキュリー温度の上昇効果を系統的に検証し、結晶格子ミスマッチによる格子歪み、異なる自発分極方位や結晶構造の組合せ等の影響を調べ、巨大圧電・誘電効果の発生メカニズムを解明した。最適なナノ結晶の組合せを見出し、Lattice Strain Engineeringによる高性能メソクリスタル強誘電体材料を開発した。それにより強誘電性ナノ複合メソクリスタルのLattice Strain Engineeringという新しい学問分野の基礎の構築に貢献した。
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