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2019 年度 実績報告書

交流電場下での強誘電体の時分割構造解析による誘電緩和現象の動力学可視化

研究課題

研究課題/領域番号 17H02776
研究機関広島大学

研究代表者

黒岩 芳弘  広島大学, 理学研究科, 教授 (40225280)

研究分担者 大沢 仁志  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光・イメージング推進室, 研究員 (00443549)
和田 智志  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60240545)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード誘電体物性 / 物性実験 / X線 / 超精密計測 / 構造・機能材料
研究実績の概要

交流電場下で,誘電体の分極が電場の時間変化に対応できなくなり誘電緩和状態にある瞬間の原子配置を時間分解X線結晶構造解析で明らかにし,動的誘電物性の発現機構を電場による原子変位の動力学から議論する研究基盤を確立することが本研究の目的である.
本研究では,研究代表者の黒岩(広島大学)と研究分担者の大沢(JASRI/SPring-8)および和田(山梨大学)が,互いの得意分野で協力し,研究を推進した.黒岩は強誘電体の放射光構造物性研究の専門家であり,本研究を統括した.大沢は時分割計測が得意分野であり,独自に開発したX線チョッパーを用いて時間分解X線結晶構造解析実験を行った.和田は強誘電体・圧電体材料合成の専門家で,新奇な非鉛強誘電体・圧電体を合成し,電気物性を評価しながら実験用単結晶試料の準備を行った.
本年度は,これまで行ってきたSPring-8での①リラクサー等強誘電体の時分割構造解析の実験研究を継続しながら,得られた成果をまとめ公表した.また,②非鉛圧電体の時分割構造解析を目指して,薄膜試料や単結晶試料の準備と静電場印加下の実験を行った.①では,黒岩,大沢が協力して鉛を含むリラクサー等強誘電体について,DCおよびAC電場印加下で,静的および動的時間分解X線結晶構造解析実験を行い,論文執筆に不足していたデータを収集した.いくつかの成果を論文や国内外の学会で公表した.①の課題と並行して,②の課題では,和田が中心となって,鉛と似た性質をもつビスマスを含む新奇な強誘電性をもつ圧電体単結晶材料の育成に成功した.SPring-8において黒岩,大沢,和田で静電場印加下の結晶構造を評価したところ,これまでにない新しい仕組みで分極状態が発現することを見出した.この成果を論文にまとめて投稿した.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] Aarhus University(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      Aarhus University
  • [国際共同研究] 蘇州大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      蘇州大学
  • [雑誌論文] Rotational intersite displacement of disordered lead atoms in a relaxor ferroelectric during piezoelectric lattice straining and ferroelectric domain switching2020

    • 著者名/発表者名
      Aoyagi Shinobu、Aoyagi Ayumi、Osawa Hitoshi、Sugimoto Kunihisa、Nakahira Yuki、Moriyoshi Chikako、Kuroiwa Yoshihiro、Iwata Makoto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 ページ: 064104/1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.101.064104

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural fluctuation of Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 in the cubic phase2019

    • 著者名/発表者名
      Noda Shota、Yokoi Yuto、Nakahira Yuki、Abe Tomohiro、Fujii Ichiro、Wada Takahiro、Moriyoshi Chikako、Kuroiwa Yoshihiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SLLA06/1-5

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab389e

    • 査読あり
  • [学会発表] 放射光による多結晶膜の階層構造評価のための計測手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      黒岩芳弘
    • 学会等名
      セラミックコーティング研究体研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射光で観たエアロゾル薄膜成長2020

    • 著者名/発表者名
      黒岩芳弘
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] BaTiO3多面体微粒子の結晶構造と相転移2020

    • 著者名/発表者名
      山内礼士,安部友啓,森吉千佳子,黒岩芳弘,和田智志,藤井 一郎,上野慎太郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
  • [学会発表] Role of Bi ion off-centering in Bi-based lead-free piezoelectric ceramics2019

    • 著者名/発表者名
      S. Kim, I. Fujii, S. Ueno, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa and S. Wada
    • 学会等名
      2019 IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics (ISAF)
    • 国際学会
  • [学会発表] Synchrotron Radiation Structural study of Ferroelectric Thick Films Fabricated by Aerosol Deposition Method2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuroiwa
    • 学会等名
      The 11th China and Japan Symposium on Ferroelectric Materials and Their Applications (CJFMA11)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural Characteristics of PbTiO3 Aerosol Deposition Films Evaluated by Synchrotron Radiation X-ray Diffraction2019

    • 著者名/発表者名
      L. Wu T. Abe C. Moriyoshi Y. Kuroiwa M. Suzuki R. Aoyagi and J. Akedo
    • 学会等名
      The 11th China and Japan Symposium on Ferroelectric Materials and Their Applications (CJFMA11)
    • 国際学会
  • [学会発表] Charge Order of Bi Ions and Chemical Bonding in Double Perovskite BaBiO3 visualized by Synchrotron Radiation X-ray Diffraction2019

    • 著者名/発表者名
      Q. Zhao T. Abe C. Moriyoshi A. Taguchi H. Moriwake H.-T. Sun and Y. Kuroiwa
    • 学会等名
      The 11th China and Japan Symposium on Ferroelectric Materials and Their Applications (CJFMA11)
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Characteristics of Ferroelectric PbTiO3 AD Films by Synchrotron Radiation X-ray Diffraction2019

    • 著者名/発表者名
      T. Abe, L. Wu. C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, M. Suzuki, R. Aoyagi and J. Akedo
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Characteristics of Ferroelectric Lead Titanate Aerosol Deposition Films Evaluated by Synchrotron Radiation X-ray Diffraction2019

    • 著者名/発表者名
      T. Abe, L. Wu, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, M. Suzuki, R. Aoyagi and J. Akedo
    • 学会等名
      16th Conference of the Asian Crystallographic Association (AsCA 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Material Softening Behaviors with Bi Ion Off-Centering in Bi-Based Ceramics2019

    • 著者名/発表者名
      S. Kim, I. Fujii, S. Ueno, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, S. Wada
    • 学会等名
      第35回強誘電体応用会議(FMA-34)
  • [学会発表] Pb(Mg1/3Nb2/3)O3の立方晶相の構造ゆらぎ2019

    • 著者名/発表者名
      野田翔太,横井優人,森吉千佳子,黒岩芳弘,藤井一郎,和田隆博
    • 学会等名
      第35回強誘電体応用会議(FMA-34)
  • [学会発表] 放射光X線回折実験による構造の静的・動的構造計測手法の紹介2019

    • 著者名/発表者名
      黒岩芳弘
    • 学会等名
      セラミックコーティング研究体研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸化物強誘電体の化学結合とエアロゾルデポジションの特徴2019

    • 著者名/発表者名
      黒岩芳弘
    • 学会等名
      2019年第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Material Design using A-site ion Off-centering for Electrical Properties Enhancement in Bi-based Ceramics2019

    • 著者名/発表者名
      S. Kim,I. Fujii,S. Ueno,S. Wada,C. Moriyoshi,Y. Kuroiwa
    • 学会等名
      第39回電子材料研究討論会
  • [学会発表] Activities at BL02B1 in PU Project 00782019

    • 著者名/発表者名
      B. Iversen, J. Overgaard, Y. Kuroiwa and E. Nishibori
    • 学会等名
      SPring-8シンポジウム2019
  • [学会発表] 放射光で観たペロブスカイト型強誘電体の機能発現に関する構造科学2019

    • 著者名/発表者名
      黒岩芳弘
    • 学会等名
      東北大学金属材料研究所共同利用・共同研究ワークショップ
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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