ユビキタス酸化物による環境にやさしい機能性誘電体の創出

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H06115
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 谷口 博基 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (80422525)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 誘電体 / 強誘電体 / 焦電体 / 強弾性体 / 構造相転移 / シリケート / アルミネート / ゼオライト

研究成果の概要

欠損層状ペロブスカイト型 (Bi1-xLax)2SiO5の合成と物性評価に取り組み、x = 0.1の組成において、100 ~ 600 Kの極めて広い温度範囲で比誘電率100以上、温度変化率200 ppm/K以下（商用規格20 ~ 125℃では30 ppm/℃以下）を達成した。一方、アルミネートソーダライト型A8[AlO2]12(XO4)2では、A = Ca, Sr、X = W, Mo, Sの合成と物性評価に取り組み、本系の物性相図を明らかにするとともに、間接型強誘電性、歪みガラス状態、リエントラント構造相転移、反強誘電性などの新規物性相と、PZTを凌駕する優れた焦電発電特性を見出した。

自由記述の分野

固体物性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

機能性誘電体材料開発は、これまでペロブスカイト型酸化物に代表される酸素“八面体”系物質において進められてきたが、その進展は近年飽和しつつあり、材料開発の新機軸となる新たな物質系の開拓が重要な課題となっている。それに対して本研究では、酸素“四面体”系物質に着目することで、従来とは全く異なる方針の下で機能性誘電体材料開発を実施した。その結果、優れた機能性を備えたシリケート及びアルミネート系物質群を見出すに至った。シリケート及びアルミネートは地殻の大部分を構成し、地球上で最も豊富に存在する物質系である。したがって本研究の成果は、真に自然と調和したな科学技術の構築に対して大いに貢献するものである。