強誘電体における量子効果による巨大物性制御

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22340078
• 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: 静岡大学
• 研究代表者: 符 徳勝 静岡大学, 若手グローバル研究リーダー育成拠点, 特任准教授 (30422546)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 誘電体 / 圧電体 / 強誘電体 / 量子効果

研究概要

強誘電体における双極子相互作用に着目して量子効果による巨大な物性発現制御を試みた.量子強誘電体相転移の起こった Ba_1-xCa_xTiO_3 に対して調査した結果,量子相転移点に巨大な誘電・圧電応答等が存在することを明らかにした.量子効果が 0K 付近だけではなく,100K の広範な温度範囲にも及ぶことがわかった.それに基づいて開発されたBa_1-xCa_xTiO_3(x=0.233)はコンデンサー・圧電材料として 0K~370Kの広範な温度範囲内に使用できる可能性を示した.

研究成果

• [雑誌論文] Origin of the dielectric response in Ba_0.767Ca_0.233TiO_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Takao Shimizu, Desheng Fu, Hiroki Taniguchi, Tomoyasu Taniyama, and Mitsuru Itoh
  • 雑誌名: App. Phys. Lett. 巻: 100 ページ: 102908
  • 査読あり
• [雑誌論文] A First-Principles Study of the Ferroelectric Phase of AgNbO_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Moriwake, Craig A. J. Fisher, Akihide Kuwabara, and Desheng Fu
  • 雑誌名: Jpn J. Appl. Phys 巻: 51 ページ: 09LE02
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large and temperature-independent piezoelectric response in Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3-BaTiO_3-PbTiO_3" (2012)
  • 著者名/発表者名: Lizhu Huang, Guorong Li, Desheng Fu, Suzie Sheng, Jiangtao Zeng, and Huarong Zeng
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 101 ページ: 192901
  • 査読あり
• [雑誌論文] Omoya Ohno, Kazuhisa Uchida, Naonori Sakamoto, Desheng Fu, Naoki Wakiya, Takeshi Matsuda, and Hisao Suzuki (2011)
  • 著者名/発表者名: Omoya Ohno, Kazuhisa Uchida, Naonori Sakamoto, Desheng Fu, Naoki Wakiya, Takeshi Matsuda, and Hisao Suzuki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 49 ページ: 09MA11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure and electrical properties of BaTiO3 thin films by modified CSD (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaomi Nagasaka, Dai Iwasaki, Naonori Sakamoto, Desheng Fu, Naoki Wakiya and Hisao Suzuki
  • 雑誌名: J. Ceram. Soc. Jpn 巻: 119 ページ: 498-501
• [雑誌論文] Effect of stress engineering on the electrical properties of BaTiO3 thin film (2011)
  • 著者名/発表者名: Kohei Fukamachi, Naonori Sakamoto, Tomoya Ohno, Desheng Fu, Naoki Wakiya, Takeshi Matsuda, and Hisao Suzuki
  • 雑誌名: Jpn J. Appl. Phys 巻: 50 ページ: 09NA03
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelectricity of Li-doped silver niobate (Ag,Li)NbO_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu, Makoto Endo, Hiroki Taniguchi, Tomoyasu Taniyama, Mitsuru Itoh and Shin-ya Koshihara
  • 雑誌名: J. Phys.: Condens. Matter 巻: 23 ページ: 075901
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman Scattering Study on the Soft Mode in Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Taniguchi, Mitsuru Itoh, and Desheng Fu
  • 雑誌名: J. Raman Spectrosc 巻: 42 ページ: 706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelectricity and electromechanical coupling in (1-x) AgNbO_3-xNaNbO_3 solid solution (2011)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu, Takahiro Arioka, Hiroki Taniguchi, Tomoyasu Taniyama, and Mitsuru Itoh
  • 雑誌名: App. Phys. Lett 巻: 99 ページ: 012904
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure synthesis and correlation between structure, magnetic and dielectric properties in LiNbO_3-type MnMO_3 (M=Ti, Sn) (2011)
  • 著者名/発表者名: Akihisa Aimi, Tetsuhiro Katsumata, Daisuke Mori, Desheng Fu, Mitsuru Itoh, Toru Kyomen, Ko-ichi Hiraki, Toshihiro Takahashi, and Yoshiyuki Inaguma
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 50 ページ: 6392-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] リラクサーの謎の解明に向けて-分極,分光測定と電顕観察より- (2011)
  • 著者名/発表者名: 符徳勝,谷口博基,伊藤満,森茂生
  • 雑誌名: 物理学会誌 巻: 66(No.4) ページ: 270-276
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of ferroelectric silver niobate AgNbO_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Masatomo Yashima, Shota Matsuyama, Rikiya Sano, Mitsuru Itoh, Kenji Tsuda, and Desheng Fu
  • 雑誌名: Chem. Mater 巻: 23 ページ: 1643
  • 査読あり
• [雑誌論文] Invariant lattice strain and polarization in BaTiO3-CaTiO3 ferroelectric alloys (2010)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu, Mitsuru Itoh and Shin-ya Koshihara
  • 雑誌名: J. Phys.: Condens 巻: Matter. 22, 052204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of hydroxyapatite-ferrite composite particles by ultrasonic spray pyrolysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Naoki Wakiya, Maya Yamasaki, Tomoyuki Adachi, Akihiro Inukai, Naonori Sakamoto, Desheng Fu, Osamu Sakurai, Kazuo Shinozaki, Hisao Suzuki
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng. B 巻: 173 ページ: 195
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of substrate on growth mechanism of flower structured InN fabricated by APHCVD (2010)
  • 著者名/発表者名: Naonori Sakamoto, Haruka Sugiura, Desheng Fu, Naoki Wakiya, and Hisao Suzuki
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 445 ページ: 209-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of thermal stability of epitaxially grown (La_0.5Sr_0.5)CoO_3 and (La_0.6Sr_0.4)MnO_3 thin films deposited on Si substrate (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Sawamura, Naonori Sakamoto, Desheng Fu, Kazuo Shinozaki, Hisao Suzuki, and Naoki Wakiya
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 445 ページ: 160-163
• [雑誌論文] Tunable barium strontium titanate thin films by CSD (2010)
  • 著者名/発表者名: Dai Iwasaki, Miho Maruyama, Naonori Sakamoto, Desheng Fu, Naoki Wakiya, and Hisao Suzuki
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 445 ページ: 156-159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelectricity in NaNbO_3: Revisited (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Arioka, H. Taniguchi, M. Itoh, K. Oka, Ruiping Wang, and Desheng Fu
  • 雑誌名: Ferroelectrics 巻: 401 ページ: 51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phonon dynamics in BiFeO_3 studied by Raman scattering (2010)
  • 著者名/発表者名: Takao Shimizu, Takuro Era, Hiroki Taniguchi, Desheng Fu, Tomoyasu Taniyama, and Mitsuru Itoh
  • 雑誌名: Ferroelectrics 巻: 403 ページ: 187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-temperature crystallization of CSD-derived PZT thin film with laser annealing (2010)
  • 著者名/発表者名: Takaharu Miyazakia, Takayuki Imai, Naoki Wakiya, Naonori Sakamoto, Desheng Fu, and Hisao Suzuki
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng. B 巻: 173 ページ: 89-97
  • 査読あり
• [学会発表] X線吸収分光による(Ba_1-xCa_x)TiO_3の電子状態の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平塚祐也, 中島伸夫, 符徳勝, 圓山裕
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] Aサイト設計によるABO3 型ぺロブスカイト構造非鉛圧電体の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 符徳勝
  • 学会等名: 平成 24 年度 計算材料科学研究拠点(CMRI) 第二回シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学金属材料研究所,仙台
  • 年月日: 2013-01-21
• [学会発表] 斜方晶と正方晶相境界における圧電性の増強 (2012)
  • 著者名/発表者名: 符徳勝, 鎌井勇人, 鈴木久男, 伊藤満
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジム
  • 発表場所: 名古屋大学,名古屋市
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] 斜方晶-正方晶相境界による圧電性の増強 (2012)
  • 著者名/発表者名: 符徳勝,鎌井勇人,鈴木久男,伊藤満
  • 学会等名: 日本物理学会 2012 秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学,横浜市
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] 量子相転移を示す(Ba,Ca)TiO_3の電気機械結合特性の温度変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 符徳勝,伊藤満
  • 学会等名: 日本物理学会 2012 秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学,横浜市
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] Phase diagram and piezoelectricity of (Ba,Ca)Zr_0.1Ti_0.9O_3 alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu, Yuto Kamai, Naonori Sakamoto, Naoki Wakiya, Hisao Suzuki and Mitsuru Itoh
  • 学会等名: Joint ISFD-11th-RCBJSF Symposium
  • 発表場所: Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia
  • 年月日: 20120820-24
• [学会発表] Effects of Ca-substitution on the phase evolution and piezoelectric properties of (Ba,Ca)(Zr,Ti)O_3 alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu, Yuto Kamai, Naonori Sakamoto, Naoki Wakiya, Hisao Suzuki and Mitsuru Itoh
  • 学会等名: ISAF-ECAPD-PFM-2012
  • 発表場所: University of Aveiro, Aveiro, Portugal
  • 年月日: 20120709-13
• [学会発表] Role of Ca in the modification of polarization state in Ba(Zr,Ti)O_3 systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu, Yuto Kamai, Naonori Sakamoto, Naoki Wakiya, Hisao Suzuki and Mitsuru Itoh
  • 学会等名: The 6th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-6)
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20120626-28
• [学会発表] (Ba_1-xCa_x)(Zr_0.1Ti_0.9)O_3 固溶体の圧電性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 符 徳勝, 鎌井 勇人, 坂元 尚紀, 脇谷 尚樹 , 鈴木 久男 , 伊藤 満
  • 学会等名: 2012 年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大,東京
  • 年月日: 20120315-18
• [学会発表] Development of Novel Piezoelectric Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu
  • 学会等名: Lecture of Shanghai Institute of Ceramics
  • 発表場所: Shanghai Institute of Ceramics , CAS, Shanghai, China
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] Tuning the structures of BaTiO_3-based systems by Ca off-centering effects (2012)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu
  • 学会等名: China-Russian Forum on Ferroelectric/Optical Materials and Applications (CRFFORMA-2012)
  • 発表場所: Shanghai Institute of Ceramics, CAS, Shanghai, China. (Invited)
  • 年月日: 2012-04-25
• [学会発表] Enhancing Ferroelectric Tc by Frozen Negative Pressure Effect (2011)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu, Kouhei Fukamachi, Naonori Sakamoto, Naoki Wakiya, Hisao Suzuki, Mitsuru Itoh, and Takeshi Nishimatsu
  • 学会等名: 3rd China-Japan Symposium on Ferroelectric Materials and Their Applications
  • 発表場所: Xiangtan, China
  • 年月日: 20111113-17
• [学会発表] (Ba,Ca)TiO_3 の格子定数の温度変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 符 徳勝, 伊藤 満
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大, 富山
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] High-Tc BaTiO_3 produced by an energetic plasma process (2011)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu, Kouhei Fukamachi, Naonori Sakamoto, Naoki Wakiya, Hisao Suzuki, Mitsuru Itoh, Takeshi Nishimatsu
  • 学会等名: ISAF-PFM-2011
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20110724-27
• [学会発表] Ferroelectric domain structure in (Ba_1-xCa_x)TiO_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Koyama, S. Mori, D. Fu, T. Shimizu, H. Taniguchi and M. Itoh
  • 学会等名: ISAF-PFM-2011
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20110724-27
• [学会発表] Tuning the ferroelectric phase transition of BaTiO_3 by negative pressure effects (2011)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu, Kouhei Fukamachi, Naonori Sakamoto, Naoki Wakiya, Hisao Suzuki, Mitsuru Itoh, Takeshi Nishimatsu
  • 学会等名: European Meeting on Ferroelectricity (EMF2011)
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 20110626-0702
• [学会発表] Phonon Dynamics in Ba_1-xCa_xTiO_3 Studied by Raman Scattering (2011)
  • 著者名/発表者名: Takao Shimizu, Desheng Fu, Hiroki Taniguchi, Tomoyasu Taniyama, and Mitsuru Itoh
  • 学会等名: European Meeting on Ferroelectricity (EMF2011)
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 20110626-0702
• [学会発表] 負圧効果による BaTiO_3 の強誘電相転移温度の巨大増加 (2011)
  • 著者名/発表者名: 符 徳勝, 深町 浩平, 坂本 尚紀, 脇谷 尚樹, 鈴木 久男, 伊藤 満, 西山 毅
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学,新潟
  • 年月日: 20110325-28
• [学会発表] 高い T_c をもつ(Ba,Ca)TiO_3 膜 (2011)
  • 著者名/発表者名: 符 徳勝, 深町 浩平, 坂本 尚紀, 脇谷 尚樹, 鈴木 久男, 伊藤 満
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学,新潟
  • 年月日: 20110325-28
• [学会発表] (Ba_1-xCa_x)TiO_3 の透過型電子顕微鏡における微細構造評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小山 司, 尾崎 友厚, 森 茂生, 符 徳勝, 清水 荘雄, 谷口 博基, 伊藤 満
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学,新潟
  • 年月日: 20110325-28
• [学会発表] 強誘電体 Ba_1-xCa_xTiO_3における相転移機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 清水 荘雄, 符 徳勝, 谷口 博基, 谷山 智康, 伊藤 満
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学,新潟
  • 年月日: 20110325-28
• [学会発表] 負圧効果による強誘電体相転移の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 符 徳勝
  • 学会等名: 元素戦略 WG「電子材料の部」実験・計算連携検討会(計算物質科学イニシアティブ(CMSI) 「元素戦略」WG)
  • 発表場所: 東京大学,東京
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] Phonon Dynamics and Phase Transition in Ba_1-xCa_xTiO_3 Studied by Raman Scattering (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Shimizu, D. Fu, H. Taniguchi, T. Taniyama, and M. Itoh
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics (ICC3)
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20101114-16
• [学会発表] ラマン散乱によるBa_1-xCa_xTiO_3 の構造転移の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水 荘雄, 符 徳勝, 谷口 博基, 谷山 智康, 伊藤 満
  • 学会等名: 25aWY-6,日本物理学会 2010 年秋季大会
  • 発表場所: 堺市,大阪府立大
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] (Ba_1-xCa_x)TiO_3の透過型電子顕微鏡における微細構造評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小山 司, 尾崎 友厚, 森 茂生, 符 徳勝, 清水 荘雄, 谷口 博基, 伊藤 満
  • 学会等名: 24aPS-130,日本物理学会 2010 年秋季大会
  • 発表場所: 堺市,大阪府立大
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] Aサイト設計によるABO_3型ぺロブスカイト圧電体の探索 (2010)
  • 著者名/発表者名: 符 徳勝
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大, 堺市
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] Phonon dynamics in Ba_1-xCa_xTiO_3 studied by Raman scattering (2010)
  • 著者名/発表者名: Takao Shimizu, Desheng Fu, Hiroki Taniguchi, Tomoyasu Taniyama, and Mitsuru Itoh
  • 学会等名: P2e-10, The 10th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity (RCBJSF10)
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20100620-24
• [学会発表] Increase in ferroelectric transition temperature of strained Ba_0.767Ca_0.233TiO_3 thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu, Kouhei Fukamachi, Naonori Sakamoto, Naoki Wakiya, and Hisao Suzuki, and Mitsuru Itoh
  • 学会等名: The 10th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity (RCBJSF10)
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20100620-24
• [学会発表] (Ba,Ca)TiO_3 の強誘電性における小イオンの off-centering と基板歪の効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 符 徳勝,深町浩平,坂元尚紀,脇谷尚樹,鈴木久男,腰原伸也,伊藤 満
  • 学会等名: 29-B-15, 第27回強誘電体応用会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20100526-29
• [学会発表] (Ba_0.767Ca_0.233)TiO_3-SrTiO_3 固溶体の誘電 (2010)
  • 著者名/発表者名: 符徳勝, 池田純一, 坂元尚紀, 脇谷尚樹 , 鈴木久男 , 伊藤満
  • 学会等名: 2010 年日本セラミックス協会年会
  • 発表場所: 東京農工大学, 東京
  • 年月日: 20100322-24
• [学会発表] PMN リラクサーにおける多重スケール不均一性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 符徳勝, 谷口博基, 伊藤満, 腰原伸也, 山本直紀, 森茂生
  • 学会等名: 20pHS-11,日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学, 岡山
  • 年月日: 20100320-23
• [学会発表] 誘電体結晶における巨大効果 -不均一性効果と量子効果を例として- (2010)
  • 著者名/発表者名: 符徳勝
  • 学会等名: 2010 年度応用セラミックス研究所所長賞記念講演
  • 発表場所: 東京工業大学,横浜
  • 年月日: 2010-09-22
• [図書] Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (PMN) Relaxor: Dipole Glass or Nano-Domain Ferroelectric? (2012)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu, Hiroki Taniguchi, Mitsuru Itoh, and Shigeo Mori
  • 総ページ数: 51-67
  • 出版者: Rijeka
• [図書] Ferroelectricity in Silver Perovskite Oxides (2011)
  • 著者名/発表者名: Desheng Fu and Mitsuru Itoh
  • 総ページ数: 413-442
  • 出版者: InTech
• [備考]
  • URL: http://www.grl.shizuoka.ac.jp/~ddsfu/index.html