ニオブ酸リチウム固溶体の超構造とマイクロ波特性

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09650740
• 研究機関: 龍谷大学
• 研究代表者: 浦部 和順 龍谷大学, 理工学部, 教授 (50016383)
• 研究分担者: 白神 達也 龍谷大学, 理工学部, 助手 (50257416)
• キーワード: ニオブ酸リチウム / 固溶体 / 超構造 / マイクロ波 / TEM / シミュレーション / ゾルゲル法 / チタニア

研究概要

Li_<1+x>Nb_<1-x>Ti_xO_3、Li_<1.1-y>Nb_<0.9-3y>Ti_<0.1+4y>O_3の組成を持つ試料を合成した。X線回析と密度測定を行った結果、全ての試料に超構造特有のサテライト反射が確認されTiO_2の添加量が多いほどサテライト反射の分裂幅が広がることと、密度は低下していくことがわかった。さらに構造モデルをたてるために格子定数の精密化を行った。透過型電子顕微鏡による格子像から超構造周期を求めた結果、Li_<1.15>Nb_<0.85>Ti_<0.15>O_3は44Åとなり、Li_<1.3>Nb_<0.7>Ti_<0.3>O_3は32Åとなった。境界領域層の厚さは、Li_<1.15>Nb_<0.85>Ti_<0.15>O_3は4Å、Li_<1.3>Nb_<0.7>Ti_<0.3>O_3は7Åであった。このことから、LiNbO_3Li_2TiO_3においてはTiO_2の添加量が多くなると超構造周期が短くなり境界領域層が厚くなることが確認された。電子線解析の結果、超構造に特有なサテライト反射はc方向に沿って(h01)と表される格子点指数に見られ、Li_<1.15>Nb_<0.85>Ti_<0.15>O_3とLi_<1.3>Nb_<0.7>Ti_<0.3>O_3ではサテライト反射の現れる周期はLi_<1.3>Nb_<0.7>Ti_<0.3>O_3のほうが大きくなることが確認された。以上の解析から得られた情報をもとにしてモデルを作成し、コンピューターシミュレーションを行った結果、観察像とよい一致が見られ、モデルの妥当性が裏付けられた。またゾルゲル法を用いて作製した試料では900℃以上での仮焼ですでに超構造を持ちはじめることがわかり、より低温での試料作製法の可能性を見いだした。

研究成果

• [文献書誌] Y.Fukki, S.Izumisawa, T.Atake, A.Hamano, T.Shirakami and H.Ikawa: "EFFECTS OF HEAT TREATMENT ON THE PHASE TRANSITIONS IN BaTiO_3 FINE PARTICLES" Ferroelectrics. 203. 227-239 (1997)
• [文献書誌] T.Shirakami, M.Takematsu, A.Hirano, R.Kannno, K.Yamaura, M.Takano and T.Atake: "Spin glass-like magnetic properties of LiNiO_2" Materials Science and Engineering. B54. 70-72 (1998)
• [文献書誌] 白神 達也, 岩島 みのり, 白石 愛, 浦部 和順: "C_3S(TI相,TII相)の超構造解析" セメント・コンクリート論文集. 52. 110-115 (1998)