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第一原理計算と実験の連携による強誘電体相転移における化学結合とソフトモードの研究

研究課題

研究課題/領域番号 24560833
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関一般財団法人ファインセラミックスセンター

研究代表者

森分 博紀  一般財団法人ファインセラミックスセンター, ナノ構造研究所, グループ長 (40450853)

連携研究者 谷口 博基  名古屋大学, 理学部, 准教授 (80422525)
橋本 保  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究員 (80357772)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード強誘電体 / ソフトモード / 第一原理計算 / 化学結合 / 強誘電体材料 / 化学結合状態 / ソフトモードフォノン / 誘電体 / ラマン散乱 / フォノン / 相転移 / 該当しない
研究成果の概要

本研究では,理論計算(第一原理計算,分子動力学計算)及び高精度な実験(マイクロラマン散乱など)の密接な連携により,強誘電体相転移における化学結合状態,特に共有結合とソフトモードフォノン,また,それらに関連した巨大強誘電体物性との関連を解析することを目標として研究し,有限温度での誘電率のシミュレーション技術を開発した.この技術により,BaTiO3の巨大誘電率はポテンシャル障壁が熱振動エネルギーと同程度であるソフトモードの存在により発現していることが明らかになり,将来の高誘電率材料開発のための重要な設計指針を提供できた等の成果をあげた.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Dielectric properties of BaTiO3 by molecular dynamics simulations using a shell model2015

    • 著者名/発表者名
      Tamotsu Hashimoto, Hiroki Moriwake
    • 雑誌名

      Molecular Simulation

      巻: - 号: 13 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1080/08927022.2014.938067

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photo-induced change of dielectric response in BaCoSiO4 stuffed tridymite2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Taniguchi, Hiroki Moriwake, Akihide Kuwabara, Takuma Okamura, Takafumi Yamamoto, Ryuji Okazaki, Mitsuru Itoh, and Ichiro Terasaki
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 115 号: 16 ページ: 164103-164103

    • DOI

      10.1063/1.4872032

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ferroelectricity in Wurtzite Structure Simple Chalcogenide2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Moriwake, Ayako Konishi, Takafumi Ogawa, Koji Fujimura, Craig A. J. Fisher, Akihide Kuwabara, Takao Shimizu, Shintaro Yasui, Mitsuru Itoh
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 104 号: 24 ページ: 242909-242909

    • DOI

      10.1063/1.4884596

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multi layer ceramic capacitors materials research using first-principles calculations2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki MORIWAKE
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 122 号: 1426 ページ: 367-372

    • DOI

      10.2109/jcersj2.122.367

    • NAID

      130004480274

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ferroelectricity Driven by Twisting of Silicate Tetrahedral Chains2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Taniguchi, Akihide Kuwabara, Jungeun Kim, Younghun Kim, Hiroki Moriwake, Sungwng Kim, Takuya Hoshiyama, Tsukasa Koyama, Shigeo Mori, Masaki Takata, Hideo Hosono, Yoshiyuki Inaguma, and Mitsuru Itoh
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: vol.52 号: 31 ページ: 8088-8092

    • DOI

      10.1002/anie.201302188

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-Principles Study of Point Defect Formation in AgNbO32013

    • 著者名/発表者名
      H. Moriwake, C. A. J. Fisher, A. Kuwabara, D. S. Fu
    • 雑誌名

      JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS

      巻: 52 号: 9S1 ページ: 09KF08-09KF08

    • DOI

      10.7567/jjap.52.09kf08

    • NAID

      210000142868

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 第一原理計算を用いたMLCC機能元素の材料設計2012

    • 著者名/発表者名
      森分博紀
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 47 ページ: 534-540

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A First-Principles Study of the Ferroelectric Phase of AgNbO32012

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Moriwake, Craig A. J. Fisher, Akihide Kuwabara, and Desheng Fu
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 51 号: 9S1 ページ: 09LE02-09LE02

    • DOI

      10.1143/jjap.51.09le02

    • NAID

      210000141268

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 第一原理計算と高精度実験の連携による強誘電体材料研究2012

    • 著者名/発表者名
      森分博紀,谷口博基,橋本 保
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 81 ページ: 760-764

    • NAID

      10031006319

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 分子性強誘電体トリクロロアセトアミドの相転移挙動の第一原理計算2015

    • 著者名/発表者名
      森分 博紀・小西綾子,小川貴史,Craig A. J. Fisher,桑原彰秀,大谷紀子,森吉千佳子,黒岩 芳弘
    • 学会等名
      物理学会第70回年次大会(2015年)
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] AgNbO3の電場誘起強誘電相転移に関する第一原理計算2015

    • 著者名/発表者名
      森分博紀,小西綾子,小川貴史,クレイグ フィッシャー,桑原彰秀,符 徳勝
    • 学会等名
      日本セラミックス協会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Piezoelectric constants of KNbO3 by molecular dynamics simulations using a shell model2015

    • 著者名/発表者名
      Tamotsu Hashimoto, Hiroki Moriwake
    • 学会等名
      Fundamental Physics of Ferroelectrics and Related Materials 2015
    • 発表場所
      ノックスビル(米国)
    • 年月日
      2015-01-25 – 2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] First-Principles Calculation of Ferroelectric Phase Transition of Pure Molecular Crystal Trichloroacetamide2015

    • 著者名/発表者名
      森分 博紀・小西綾子,小川貴史,Craig A. J. Fisher,桑原彰秀,大谷紀子,森吉千佳子,黒岩 芳弘
    • 学会等名
      Fundamental Physics of Ferroelectrics and Related Materials 2015
    • 発表場所
      ノックスビル(米国)
    • 年月日
      2015-01-25 – 2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] First-principles Calculations of Ferroelectricity in Wurtzite Structured Simple Chalcogenides2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Moriwake, Ayako Konishi, Takafumi Ogawa, Koji Fujimura, Craig A. J. Fisher, Akihide Kuwabara, Takao Shimizu, Shintaro Yasui, Mitsuru Itoh
    • 学会等名
      12th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity
    • 発表場所
      リガ(ラトビア)
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 分子性強誘電体トリクロロアセトアミドの相転移挙動の第一原理計算2014

    • 著者名/発表者名
      小西綾子,森分 博紀,小川貴史,Craig A. J. Fisher,桑原彰秀,大谷紀子,森吉千佳子,黒岩 芳弘
    • 学会等名
      日本セラミックス協会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] First-Principles Calculations of Ferroelectricity in Wurtzite-Structured Simple Chalcogenides2014

    • 著者名/発表者名
      小西 綾子・森分 博紀・小川 貴史・藤村 幸司・Fisher Craig A. J.・桑原 彰秀・清水 荘雄・安井 伸太郎・伊藤 満
    • 学会等名
      the 10th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      2014-08-17 – 2014-08-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ferroelectric phase of AgNbO3: a first-principles study2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki MORIWAKE, Craig A. J. Fisher, Akihide Kuwabara, Desheng Fu
    • 学会等名
      the 10th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      2014-08-17 – 2014-08-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ferroelectricity in Wurtzite Structure Simple Chalcogenide2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Moriwake, Ayako Konishi, Takafumi Ogawa, Koji Fujimura, Craig A. J. Fisher, Akihide Kuwabara, Takao Shimizu, Shintaro Yasui, Mitsuru Itoh
    • 学会等名
      Fundamental Physics of Ferroelectrics and Related Materials
    • 発表場所
      Carnegie Institution
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Dielectric permittivity of BaTiO3 by molecular dynamics simulations using a shell model2014

    • 著者名/発表者名
      Tamotsu Hashimot, Hiroki Moriwake
    • 学会等名
      Fundamental Physics of Ferroelectrics and Related Materials
    • 発表場所
      Carnegie Institution
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Ferroelectric phase transition Driven by Twisting of Silicate Tetrahedral Chains2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Taniguchi, A. Kuwabara, J. Kim, Y. Kim, H. Moriwake, S. Kim, T. Hoshiyama, T. Koyama, S. Mori, M. Takata, H. Hosono, Y. Inaguma, and M. Itoh
    • 学会等名
      Fundamental Physics of Ferroelectrics and Related Materials
    • 発表場所
      Carnegie Institution
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] シェル・モデルを用いた分子動力学計算によるBaTiO3の誘電率II2014

    • 著者名/発表者名
      橋本保、森分博紀
    • 学会等名
      物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] AgNbO3中の欠陥構造と強誘電性に関する第一原理計算2013

    • 著者名/発表者名
      森分博紀,Craig A. J. Fisher,桑原彰秀,符 徳勝
    • 学会等名
      強誘電体応用会議
    • 発表場所
      コープイン京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] MLCC materials research using First-Principles calculations2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Moriwake
    • 学会等名
      16th US-Japan Seminar on Dielectric and Piezoelectric Materials
    • 発表場所
      Sheraton Raleigh
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第一原理計算から見た強誘電体結晶2012

    • 著者名/発表者名
      森分博紀
    • 学会等名
      日本学術振興会第161委員会 第78回研究会「エネルギーハーベスト」
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 第一原理計算~構造最適化に向けた材料デバイス別事例集~2012

    • 著者名/発表者名
      森分博紀
    • 総ページ数
      342
    • 出版者
      情報機構
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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