固相成長法による高性能非鉛圧電単結晶の作製

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14816
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 藤井 一郎 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (20597645)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 圧電体 / 強誘電体 / 単結晶

研究成果の概要

本研究では、通常のセラミックスの焼成プロセスを用いて溶かさずに(K0.5Na0.5)NbO3 (KNN)単結晶を作製するための作製条件を明らかにした。今回、新たにCo3O4をKNNに加えることで単結晶を作製できることが分かった。特に、KNNにCo3O4を直接加えるとKNN単結晶に多数の穴が空いてしまうが、KNNの周りにCo3O4を混ぜたKNN粉末を置くことで穴の少ない高品質なKNN単結晶を作製することができた。

自由記述の分野

無機材料・物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

鉛系圧電単結晶は非常に大きな圧電特性を持つため、高解像度のソナーや医療用超音波トランスデューサへの応用に向けて研究されている。しかしこの単結晶は圧電特性の温度安定性が悪いという問題点を持つ。
非鉛圧電材料のKNNは化学組成を変えることで温度安定性と圧電特性を向上できることが知られている。しかしKNNは溶かして単結晶を作った場合、組成制御が困難なことが問題であった。本研究では溶かさずに高品質なKNN単結晶を作製するプロセスを開発した。今後、本研究成果を活かし、化学組成を変えた高品質なKNN単結晶を作製することで、ソナーやトランスデューサへの応用が期待される。