磁気・誘電リラクサーの創製と機能開拓

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20340078
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 森 茂生 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (20251613)
• 連携研究者: 池田 直 岡山大学, 理学部, 教授 (00222894)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 磁性誘電体 / リラクサー / 電子顕微鏡 / ビスマスフェライト / BaTiO3 / ドメイン構造 / マルチフェロイック物質

研究概要

本研究では (1-x)BiFeO_3-xBaTiO_3固溶体に着目し、磁気・誘電特性および結晶構造や強誘電分域等の微細構造について調べた。その結果本物質系は、x>0.33組成で存在する立方晶構造は、立方晶構造中にナノスケールサイズで強誘電性を有する菱面体構造が存在する2相共存状態として特徴づけられるとともに、強誘電分域が微細化され、x>0.33組成では、約20～30nm程度の大きさで強誘電ドメインと強磁性ドメインが共存し、磁気誘電リラクサー物質であることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Direct observation of ferromagnetic-domain network leading to colossal magnetoresistance (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Murakami, H. Kasai, J.J. Kim, S. Mamishin, D. Shindo, S.Mori, A. Tonomura
  • 雑誌名: Nature Nanotechnology Vol.5 ページ: 37-41
• [雑誌論文] Oxygen-deficient effect on charge ordering in spin-and charge-frustrated ferrite YFe_2O_4-δ (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Horibe, K.Yoshii, N.Ikeda, S.Mori
  • 雑誌名: Phys.Rev. B80 ページ: 092104
• [雑誌論文] Relaxor Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3 : A ferroelectric withmultiple inhomogeneities (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Fu, H. Taniguchi, M. Itoh, S. Koshihara, N. Yamamoto, S.Mori
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 103 ページ: 207601 1-4
• [雑誌論文] Stoichiometric Study of the Dielectric and Magnetic Properties in Charge Frustrated System LuFe_2O_4 (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Michiuchi, Y. Yokota, T. Komatsu, H. Hayakawa, T. Kuroda, D. Maeda, Y.Matsuo, S.Mori, K.Yoshii, N. Hanasaki, T. Kambe, N.Ikeda
  • 雑誌名: Ferroelectrics 378 ページ: 175
• [雑誌論文] 希土類-鉄酸化物RFe_2O_4の示す新規な強誘電性(R=Y, Ho-Lu) (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉井賢資、池田直、松尾祥史、森茂生
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 51,No.2 ページ: 162-168
• [雑誌論文] Dielectric properties and related domain structures in 0.75BiFeO_3-0.25BaTiO_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: 尾崎友厚, 森茂生
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48 ページ: 09KC07-1-4
• [雑誌論文] Structural characterization and dielectric properties in hexagonal Lu(Fe,Ti)O_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsuo, T. Hoshiyama, S.Mori, K.Yoshii, Y. Michiue, T. Kanbe, N.Ikeda, F. Brown, N. Kimizuka
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48 ページ: 09KB04-1-3
• [雑誌論文] Magnetic and dielectric properties of YbFe_2-xMn_xO_4(0<x<1) (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yoshii, N.Ikeda, T. Michiuchi, Y. Yokota, Y. Okajima, Y. Yoneda, Y.Matsuo, Y. Horibe, S.Mori
  • 雑誌名: Journal of Solid State Chemistry 182 ページ: 1611-1618
• [雑誌論文] Nanometer-sized domain structures in LuFeMO_4 (M=Cu,Co) revealed by energy-filtered transmission electron microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Matuso, A. Hirata, Y. Horibe, K.Yoshii, N.Ikeda, S.Mori
  • 雑誌名: Ferroelectrics 380 ページ: 56-62
• [雑誌論文] Local Structure modulation in the electronic ferroelectric oxide LuFe_2O_4 (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Hayakawa, M. Morimoto, N.Ikeda, Y. Yoneda, S. Kohara, K.Yoshii, Y.Matsuo, T. Michiuchi, S.Mori
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 34[1] ページ: 51-54
• [雑誌論文] Nano-sized domain structures in the psudocubic phase of (1-x)BiFeO_3-xBaTiO_3(0.33<x<0.60) (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Ozaki, S. Nishihara, Y. Hosokoshi, M. Suzuki, Y. Noguchi, M. Miyayama, S.Mori
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 34[1] ページ: 47-50
• [雑誌論文] Ferromagnetic domain structures in Al-substituted La_1-xSr_xMnO_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshidome, Y. Nagamine, X. Xu, T. Asaka, Y. Matsui, K. Takenaka, S. Sugai, S.Mori
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 34[1] ページ: 55-58
• [雑誌論文] (1-x)BiFeO_3-xBaTiO_3の磁気誘電特性と微細構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森茂生, 尾崎友厚, 喜多川修次
  • 雑誌名: マテリアルインテグレーション Vol.22,No.02 ページ: 47-52
• [雑誌論文] Two Types of Charge Ordering in the Half-Doped Manganites of Bi_0.5(Ca,Sr)_0.5MnO_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Horibe, J. Ahn, P. Sharma, S.Mori, C.H. Chen, S.J. Oh, S-W. Cheong
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 78 ページ: 044704
• [雑誌論文] Local Structure of BiFeO_3-BaTiO_3 Mixture (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoneda, K.Yoshii, S. Kohara, S.Kitagawa, S.Mori
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 7590-7594
• [雑誌論文] Magnetic and dielectric properties of InFe_2O_4, InFeCuO_4 and InGaCuO_4 (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshi, N.Ikeda, Y. Okajima, Y. Yoneda, Y.Matsuo, Y. Horibe, S.Mori
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 47 ページ: 6493-6501
• [雑誌論文] Electronic Ferroelectricity from Charge Ordering in RFe_2O_4 IEEE transactions on" ultrasonic (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田直, 松尾祥史, 森茂生, 吉井賢資
  • 雑誌名: ferroelctrics and frequency control 55,No.5 ページ: 1043-1045
• [雑誌論文] Ferroelectric Domain Structures in BiFeO_3-BaTiO_3 (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Kitagawa, T.Ozaki, Y. Horibe, K.Yoshii, S.Mori
  • 雑誌名: Ferroelectrics 376 ページ: 122-128
• [学会発表] Multiferroic properties and related microstructures in BiFeO_3-BaTiO_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ozaki, S. Nishihara, Y. Noguchi, M. Miyayama, S. Mori
  • 学会等名: International Conference of Frustration in Condensed Matter
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] Domain Structures with Multiple Inhomogeneities in the Monoclinic Phase of 0.68Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3-0.32PbTiO_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Mori, K. Kurushima
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] Dielectric properties and related microstructures in Mu-substituted YbFe_2O_4 (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Matsumoto, T. Hoshiyama, S. Mori, K. Yoshii, T. Kambe, N. Ikeda
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] Magnetic nanoscale chessboard-type domain structures in the Mn-doped CoFe_2O_4 (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Ohno, Y. Togawa Y. Horibe, S. Mori
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] Dielectric properties and related microstructures in (1-x)BiFeO_3-xRTiO_3 (R=Pb and Sr) (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Fujii, T. Ozaki, M. Soda, S. Mori
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] Charge ordering phenomena in RFe_2O_4 (R=Y, Yb and Lu) (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Mori
  • 学会等名: The 8^<th> Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
  • 発表場所: Himeji, Hyogo
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Dielectric Properties and related microstructures in (1-x)BiFeO_3-xBaTiO_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ozaki, Y. Noguchi, M. Miyayama, S. Mori
  • 学会等名: The 8^<th> Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
  • 発表場所: Himeji, Hyogo
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Polar Nanodomains and Magnetocapacitance Effect in Hexagonal R(Fe,Ti,V)O_3 (R=Lu,Yb) (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Hoshiyama, S. Mori, K. Yoshii, T. Kambe, N. Ikeda, N. Kimizuka
  • 学会等名: The 8^<th> Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
  • 発表場所: Himeji, Hyogo
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Domain Structure near the Morpho tropic Phase Boundary of Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3-PbTiO_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Mori
  • 学会等名: The 10th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2010-06-23
• [学会発表] Dielectric Properties and Polar Nanodomains in (1-x)BiFeO_3-xBaTiO_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ozaki, S. Mori
  • 学会等名: The 10th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2010-06-23
• [学会発表] Polar Nanodomain and Magneto capacitance Effect in Hexagonal Yb(Fe,Ti)O_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Hoshiyama, Y. Matsuo, S. Mori, K. Yoshii, Y. Michiue, T. Kambe, N. Iked, F. Brown, N. Kimizuka
  • 学会等名: The 10th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2010-06-23
• [学会発表] Polarization state in Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3 relaxer (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Fu, H. Taniguchi, M. Itoh, S. Koshihara, N. Yamamoto, S. Mori
  • 学会等名: The 10th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2010-06-23
• [学会発表] Dielectric properties and nano-scaled domain structures in RFeMO_4 (R=Lu, Y, Yb, M=Cu, Co) (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Mori
  • 学会等名: 7th Asian Meeting on Ferroelectricity (AMF-7) and the 7th Asian Meeting on Electroceramics (AMEC-7)
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2010-06-15
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://mori-lab.mtr.osakafu-u.ac.jp/
• [産業財産権] 電子顕微鏡、および回折像観察方法 (2011)
  • 発明者名: 戸川欣彦、原田研、森茂生
  • 権利者名: 大阪府立大学
  • 産業財産権番号: 特願,011-61352
  • 出願年月日: 2011-03-18
• [産業財産権] 圧電材料、圧電素子 (2009)
  • 発明者名: 森茂生、尾崎友厚、松尾祥史、堀部陽一
  • 権利者名: 大阪府立大学
  • 産業財産権番号: 特願,2008-153068
  • 出願年月日: 2009-06-11