マイクロ引き下げ法による形状制御ランガサイト型圧電結晶育成技術の開発

• 研究課題/領域番号: 23750234
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 横田 有為 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (60517671)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 結晶・多結晶材料 / 結晶材料開発 / ランガサイト / 圧電結晶 / 国際情報交流

研究概要

自動車の燃焼圧センサ用圧電結晶に用いられるランガサイト型圧電結晶は、高い特性のために次世代の高温用圧電材料として注目されているが、製造コストが高いという問題がある。そこで、本研究では、マイクロ引き下げ法を用いた形状制御ランガサイト型圧電結晶の製造技術を確立することで、デバイス形状の単結晶素子を一工程で作製することを目的とした。形状制御結晶育成用Pt合金坩堝を設計・開発し、それを用いたマイクロ引き下げ法により、様々なランガサイト型圧電材料の形状制御結晶を作製したところ、円柱状、平板上、チューブ状等の形状制御結晶の育成に成功した。さらに、それらの結晶性、圧電特性は従来の結晶と同等の性能を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Growth of Al doped Ca3TaGa3Si2O14 piezoelectric single crystals with various Al concentrations (2014)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Kudo, Yuui Yokota, Masato Sato, Kazushige Tota, Ko Onodera, Shunsuke Kurosawa, Kei Kamada and Akira Yoshikawa
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: in press ページ: 173-176
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2014.02.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of growth atmosphere on crystal growth and optical properties for Ca_3NbGa_3Si_2O_<14> single crystals (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, M. Sato, K. Tota, S. Kurosawa, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: Ferroelectrics 巻: 449 号: 1 ページ: 147-153
  • DOI: 10.1080/00150193.2013.822780
  • 査読あり
• [雑誌論文] Annealing Effects for Ca3NbGa3Si2O14 Piezoelectric Single Crystals Grown by Micro-Pulling-Down Method (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuui Yokota, Masanori Kitahara, Shunsuke Kurosawa, Masato Sato, Kazushige Tota, Ko Onodera & Akira Yoshikawa
  • 雑誌名: Ferroelectrics 巻: 445 号: 1 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1080/00150193.2013.843383
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and physical properties of Ca_3Nb(Ga_<1->xAl_x)_3Si_2O_<14> piezoelectric materials (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kitahara, Y Yokota, A. Medvedev, Y. Futami, S. Kurosawa,Y. Fujimoto, M. Sato, K. Tota, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: Ferroelectrics 巻: 456 号: 1 ページ: 107-112
  • DOI: 10.1080/00150193.2013.846667
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of column-shaped and plate-like langasite-type piezoelectric single crystals and their physical properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuui Yokota, Masato Sato, Valery Chani, Yoshisuke Futami, Kazushige Tota, Shunsuke Kurosawa, Ko Onodera and Akira Yoshikawa
  • 雑誌名: Sens. & Act. A. Phys. 巻: (未定)(印刷中) ページ: 56-59
  • DOI: 10.1016/j.sna.2012.10.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of growth atmosphere on crystal growth and optical properties for Ca3NbGa3Si2O14 single crystals (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, M. Sato, K. Tota, S. Kurosawa, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: Ferroelectrics 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Annealing effects for Ca3NbGa3Si2O14 piezoelectric single crystals grown by micro-pulling-down method (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, M. Kitahara, S. Kurosawa, M. Sato, K. Tota, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: Ferroelectrics 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and physical properties of Ca3Nb(Ga1-xAlx)3Si2O14 piezoelectric materials (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kitahara, Y Yokota, A. Medvedev, Y. Futami, S. Kurosawa,Y. Fujimoto, M. Sato, K. Tota, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: Ferroelectrics 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shaped crystal growth of langasite-type piezoelectric single crystals and their physical properties (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, A. Yoshikawa, Y. Futami, M. Sato, K. Tota, K. Onodera, T. Yanagida
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectrics. Freq. Contr 巻: 59 号: 9 ページ: 1868-1871
  • DOI: 10.1109/tuffc.2012.2398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shape-controlled crystal growth of Sr_3NbGa_3Si_2O_<14> and Sr_3TaGa_3Si_2O_<14> piezoelectric single crystals by micro-pulling-down method (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, Y. Futami, M. Sato, K. Tota, K. Onodera, T. Yanagida, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectrics. Freq. Contr 巻: 59 号: 9 ページ: 1864-1868
  • DOI: 10.1109/tuffc.2012.2397
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal growth and physical properties of shape-controlled La_3Ta_<0.5>Ga_<5.5>O_<14> single crystals by micro-pulling-down method (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, M. Sato, Y. Futami, K. Tota, T. Yanagida, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: J. Cryst. Growth 巻: 352 号: 1 ページ: 147-150
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2012.01.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on phase diagram of Ca_3NbGa_3Si_2O_<14> piezoelectric material by differential thermal analysis and X-ray diffraction measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Futami, Y. Yokota, M. Sato, K. Tota, J. Pejchal, T. Yanagida, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 508 ページ: 247-252
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.508.247
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shaped crystal growth of langasite-type piezoelectric single crystals and their physical properties (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, A. Yoshikawa, Y. Futami, M. Sato, K. Tota, K. Onodera, T. Yanagida
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectrics. Freq. Contr. 巻: 59 ページ: 1868-1871
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shape-controlled crystal growth of Sr3NbGa3Si2O14 and Sr3TaGa3Si2O14 piezoelectric single crystals by micro-pulling-down method (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, Y. Futami, M. Sato, K. Tota, K. Onodera, T. Yanagida, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectrics. Freq. Contr. 巻: 59 ページ: 1864-1868
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal growth and physical properties of shape-controlled La3Ta0.5Ga5.5O14 single crystals by micro-pulling-down method (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, M. Sato, Y. Futami, K. Tota, T. Yanagida, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: J. Cryst. Growth 巻: 352 ページ: 147-150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of Shape-Controlled Ca_3NbGa_3Si_2O_<14> and Sr_3NbGa_3Si_2O_<14> Single Crystals by Micro-Pulling-Down Method and Their Physical Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, M. Sato, K. Tota, Y. Futami, T. Yanagida, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 50 号: 9S2 ページ: 09ND03-09ND03
  • DOI: 10.1143/jjap.50.09nd03
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of Shape-Controlled Ca3NbGa3Si2O14 and Sr3NbGa3Si2O14 Single Crystals by Micro-Pulling-Down Method and Their Physical Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, M. Sato, K. Tota, Y. Futami, T. Yanagida, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50
  • NAID: 210000071288
  • 査読あり
• [学会発表] Development of functional single crystals by micro-pulling-down method C35 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Yokota, S.Kurosawa, K.Nishimoto, M.Sato, H.Goto, K.Shikimura, K.Tota, T.Ito, T.Kagaya, K.Onodera, K.Kamada, A.Yoshikawa
  • 学会等名: 2013 Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG)
  • 発表場所: Cancún, Mexco
  • 年月日: 2013-06-12
  • 招待講演
• [学会発表] Development of functional single crystals by micro-pulling-down method (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, S. Kurosawa, K. Nishimoto, M. Sato, H. Goto, K. Shikimura, K. Tota, T. Ito, T. Kagaya, K. Onodera, K. Kamada, A. Yoshikawa
  • 学会等名: 2013 Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG)
  • 発表場所: Cancun, Mexco
  • 招待講演
• [学会発表] Growth of Al doped Ca3TaGa3Si2O14 piezoelectric single crystals with varioius Al concentrations and their physical properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, T. Kudo, M. Sato, K. Toota, K. Onodeara, S. Kurosawa, K. Kamada, A. Yoshikawa
  • 学会等名: 17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE17)
  • 発表場所: Warsaw, Poland
• [学会発表] Al置換したCa3TaGa3Si2O14圧電結晶の結晶育成と特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 工藤哲男、横田有為、山路晃広、庄子育宏、黒澤俊介、鎌田圭、吉川彰
  • 学会等名: 2013年秋季 第74回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] Al置換Ca3NbGa3Si2O14圧電結晶の育成と特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横田有為、北原正典、Andrey Medvedev、佐藤真人、遠田一重、黒澤俊介、小野寺晃、吉川彰
  • 学会等名: 第30回 強誘電体応用会議
  • 発表場所: コープイン京都
• [学会発表] Annealing effects for Ca3NbGa3Si2O14 piezoelectric single crystals grown by micro-pulling-down method (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, M. Kitahara, S. Kurosawa, M. Sato, K. Tota, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 学会等名: The 8th Asian Meeting on Ferroelectrics (AMF-8)
  • 発表場所: Pattaya, Thailand
• [学会発表] Crystal growth and physical properties of Ca3Nb(Ga1-xAlx)3Si2O14 piezoelectric crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kitahara, Y. Yokota, Y. Futami, S. Kurosawa, Y. Fujimoto, M. Sato, K. Tota, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 学会等名: The 8th Asian Meeting on Ferroelectrics (AMF-8)
  • 発表場所: Pattaya, Thailand
• [学会発表] Crystal growth and piezoelectric properties of Ca3NbGa3Si2O14 single crystals grown under various atmosphere (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, M. Sato, Y. Futami, K. Tota, Y. Fujimoto, S. Kurosawa, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 学会等名: International Symposium on Applications of Ferroelectrics (ISAF2012)
  • 発表場所: Aveiro, Portugal
• [学会発表] 平板状及びチューブ状Ca3NbGa3Si2O14圧電結晶の結晶育成と特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横田有為、二見能資、佐藤真人、遠田一重、藤本裕、黒澤俊介、小野寺晃、吉川彰
  • 学会等名: 第29回 強誘電体応用会議
  • 発表場所: コープイン京都
• [学会発表] 板状Ca3NbGa3Si2O14圧電結晶の結晶育成と特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横田 有為, 二見 能資, 佐藤 真人, 遠田 一重, 柳田 健之, 小野寺 晃, 吉川 彰
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京、日本
• [学会発表] Material Research of Scintillator Crystals and Growth of Shape-controlled Crystals by Micro-Pulling-Down Method (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yokota, A.Yamajia, Y.Futami, Y.Fujimoto, T.Yanagida, M.Sato, K.Tota,K.Onodera, N.Kawaguchi, K.Fukuda, D.Totsuka. A.Yoshikawa
  • 学会等名: 2011 KACG
  • 発表場所: South Korea
  • 年月日: 2011-10-14
  • 招待講演
• [学会発表] Shaped crystal growth of langasite-type piezoelectric single crystals and their physical properties Yoshikawa (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yokota, M.Sato, K.Tota, Y.Futami1, A.Yamaji, T.Yanagida, K.Onodera
  • 学会等名: IEEE 20th ISAF-PFM
  • 発表場所: Canada
  • 年月日: 2011-07-30
  • 招待講演
• [学会発表] Shape-controlled crystal growth of Sr3NbGa3Si2O14 and Sr3TaGa3Si2O14 piezoelectric single crystals by micro-pulling-down method (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuui Yokota, Masato Sato, Kazushige Tota, Yoshisuke Futami, Akihiro Yamaji, Takayuki Yanagida, Ko Onodera and Akira Yoshikawa
  • 学会等名: ISAF-PFM-2011
  • 発表場所: Vancouver, Canada
• [学会発表] Shaped Crystal Growth Of Langasite-Type Piezoelectric Single Crystals And Their Physical Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Yoshikawa, Yuui Yokota, Masato Sato, Kazushige Tota, Yoshisuke Futami, Akihiro Yamaji, Takayuki Yanagida and Ko Onodera
  • 学会等名: ISAF-PFM-2011(招待講演)
  • 発表場所: Vancouver, Canada
• [学会発表] Crystal growth and physical properties of shape-controlled La3Ta0.5Ga5.5O14 single crystalｓ by micro-pulling-down method (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, M. Sato, Y. Futami, K. Tota, T. Yanagida, K. Onodera, A. Yoshikawa
  • 学会等名: ACCGE-18
  • 発表場所: Monterey, USA
• [学会発表] マイクロ引き下げ法を用いた形状制御 ランガサイト型圧電結晶の育成と その特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横田 有為, 佐藤 真人, 二見能資 、遠田 一重, 柳田 健之,小野寺 晃, 吉川 彰
  • 学会等名: 第41回結晶成長国内会議(NCCG-41)
  • 発表場所: つくば、日本
• [学会発表] マイクロ引き下げ法を用いた形状制御 ランガサイト型圧電結晶の育成と その特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横田 有為, 佐藤 真人, 遠田 一重, 山路晃広,柳田 健之,小野寺 晃, 吉川 彰
  • 学会等名: 第28回強誘電体応用会議
  • 発表場所: 京都、日本
• [備考] 横田有為のホームページ
  • URL: http://yoshikawa-lab.imr.tohoku.ac.jp/personal/yokota/index-j.html
• [備考] 吉川研究室ホームページ
  • URL: http://yoshikawa-lab.imr.tohoku.ac.jp/
• [備考] 研究者紹介
  • URL: http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/2c9d03346126f97cfc22fe733575ce32.html