アルカリニオベート系強誘電体の相転移と物性に関する構造的研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360272
• 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: 無機材料・物性
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 石澤 伸夫 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90151365)
• 連携研究者: 柿本 健一 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (40335089)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 構造科学

研究概要

アルカリニオベート系強誘電体単結晶の相転移とこれに伴う物性変化を構造的立場から解明した．精密高温単結晶X線回折実験から，Nb原子の配位数や自発分極の温度依存性を明らかにした．常誘電相である立方晶に対してグラムシャリエ級数展開法を用いた非調和熱振動解析を行い，連結確率密度分布関数を決定し，一体ポテンシャルを求めた．これらの解析は，－O－Nb－O－Nb－原子鎖に沿った酸素原子の1次元の強い相関の存在を明らかにした．これは強誘電相転移点直上において，常誘電性の立方晶母相中に強誘電性の微小正方晶ドメインが核生成・成長していることを示唆していた．関連する化合物の単結晶合成や構造解析等を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Structural evolution of calcite at high temperatures : Phase V unveiled (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, H. Setoguchi, and K. Yanagisawa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 ページ: 2832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Incommensurate structure of GdBaCo_2O_<5+>δ(δ~0.38) (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, T. Asaka, T. Kudo, K. Fukuda, N. Abe, and T. Arima
  • 雑誌名: J. Sold State Chem. 巻: 198 ページ: 532-541
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redetermination of Nd2Ti2O7: a noncentrosymmetric structure with perovskite-type slabs (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, K. Ninomiya, T. Sakakura, and J. Wang
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section E 巻: 69 ページ: i19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallographic orientation of (Li,Na,K)NbO3 lead-free piezoelectric crystal (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Koide, and K. Kakimoto
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: Vol.566 ページ: 68-71
• [雑誌論文] Fine structural analysis and phase transition behavior for Li-modified Na0.5K0.5NbO3 lead-free piezoelectric ceramics (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kakimoto, T. Hotta, I. Kagomiya
  • 雑誌名: Ceramics International 巻: 38S ページ: S319-S322
• [雑誌論文] Grain-Size-Controlled (Li,Na,K)NbO3 Ceramics Using Powder Source Classified by Centrifugal Separator (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kakimoto, R. Kaneko, I, Kagomiya
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 51 ページ: 06LD06
• [雑誌論文] (AE,Ln)_11Ru_4O_<24> (AE=Ca, Sr, Ln=Sm, Nd, Pr)単結晶のフラックス合成と構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井口浩詠,坂倉輝俊,石澤伸夫
  • 雑誌名: Journal of Flux Growth 巻: 6[1] ページ: 17-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural evolution of FeCO_3 through decarbonation at elevated temperatures (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Wang, T. Sakakura, N. Ishizawa, & H. Eba
  • 雑誌名: IOP Conference Series : Materials Science and Engineering Engineering 巻: 18 ページ: 022011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural phase transitions in KNbO_3 and Na_<0.>5K_<0.>5NbO_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sakakura, J. Wang, N. Ishizawa, Y. Inagaki, & K. Kakimoto
  • 雑誌名: IOP Conference Series : Materials Science and Engineering Engineering 巻: 18 ページ: 022006
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高温単結晶X線回折計の温度検定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 王俊,日比野寿,石澤伸夫
  • 雑誌名: セラミックス基盤工学研究センター年報2010 巻: Vol. 10 ページ: 43-47
  • 査読あり
• [雑誌論文] グラムシャリエ級数展開を用いた非調和熱振動解析とその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊,井田隆,石澤伸夫
  • 雑誌名: セラミックス基盤工学研究センター年報2010 巻: Vol. 10 ページ: 39-42
  • 査読あり
• [雑誌論文] (Ca_xNd_<11−>x)Ru_4O_<24> (x = 4.175 (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Sakakura, K. Okada, H. Iguchi, J. Wang, & N. Ishizawa
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. E 巻: 66 ページ: i80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural evolution of Na_<0.>5K_<0.5>NbO_3 at high temperatures (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, J. Wang, T. Sakakura, Y. Inagaki, & K. Kakimoto
  • 雑誌名: J. Solid State Chem. 巻: 183 ページ: 2731-2738
  • 査読あり
• [学会発表] Calcite V; - A Hundred-Year Old Mystery Has Been Solved– (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa
  • 学会等名: The Australian X-ray Analytical Association 2014 (AXAA2014)
  • 発表場所: Pan Pacific Hotel, Perth, Australia
  • 年月日: 2014-02-11
• [学会発表] 方解石の高温相-百年にわたる謎を解く- (2014)
  • 著者名/発表者名: 石澤伸夫
  • 学会等名: 第52回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター,名古屋
  • 年月日: 2014-01-09
  • 招待講演
• [学会発表] Pseudo-Commensurate GdBaCo2O5+δand Its Phase Transition at Elevated Temperatures (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, T. Asaka, T. Kudo, K. Fukuda, and T. Arima
  • 学会等名: APERIODIC 2012
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 20120902-07
• [学会発表] 層状ペロブスカイト型Nd2Ti2O7のフラックス合成と双晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 二宮佳亮,石澤伸夫
  • 学会等名: 第7回日本フラックス成長研究会発表会
  • 発表場所: 物質材料研究機構,つくば
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] カルサイト(CaCO3)の高温単結晶X線回折実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石澤伸夫,瀬戸口隼,二宮佳亮,後藤田智美,柳澤和道
  • 学会等名: 第7回日本フラックス成長研究会発表会
  • 発表場所: 物質材料研究機構,つくば
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] La2Ti2O7の変調構造をもつ中間相 (2012)
  • 著者名/発表者名: 二宮佳亮,石澤伸夫,王俊
  • 学会等名: 平成24年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • 発表場所: 名大,名古屋
  • 年月日: 2012-12-01
• [学会発表] 層状ぺロブスカイト型A2B2O7強誘電体の構造相転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石沢伸夫
  • 学会等名: 平成24年度日本セラミックス協会秋季シンポジウム合同セッション
  • 発表場所: 名大,名古屋
  • 年月日: 2012-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] KNbO3の常誘電相における原子レベルでの構造乱れ (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊,二宮圭亮,王俊,石澤伸夫
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2011年年会
  • 発表場所: 静岡大学,浜松
  • 年月日: 20110316-18
• [学会発表] M11Ru4O24(M=希土類、アルカリ土類金属)単結晶の合成と構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井口浩詠,坂倉輝俊,石澤伸夫
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2011年年会
  • 発表場所: 静岡大学,浜松
  • 年月日: 20110316-18
• [学会発表] 炭酸カルシウムの高温構造変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 二宮佳亮,石澤伸夫,柳澤和道
  • 学会等名: 日本フラックス成長研究会
  • 発表場所: 山梨大学,甲府
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] フラックス法で合成したLa2Ti2O7単結晶の構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石澤伸夫,二宮佳亮
  • 学会等名: 日本フラックス成長研究会
  • 発表場所: 山梨大学,甲府
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] In-situ observation of the decarbonation of FeCO3 at high temperatures by the single-crystal X-ray diffraction (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Wang, T. Sakakura, N. Ishizawa, and H. Eba
  • 学会等名: 4th International Workshop on Advanced Ceramics
  • 発表場所: Nagoya Institute of Technology, Nagoya
  • 年月日: 20101210-12
• [学会発表] Structural chemistry of A11Ru4O24 (A=Ca, Sr, Nd, Pr) (2010)
  • 著者名/発表者名: H. IGUCHI, T. SAKAKURA, J. WANG, and N. ISHIZAWA
  • 学会等名: 4th International Workshop on Advanced Ceramics
  • 発表場所: Nagoya Institute of Technology, Nagoya
  • 年月日: 20101210-12
• [学会発表] Structural Evolution of FeCO3 through Decarbonation at Elevated Temperatures (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Wang, T. Sakakura, N. Ishizawa, and H. Eba
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics (ICC3)
  • 発表場所: Osaka International Convention Center, Oosaka
  • 年月日: 20101114-18
• [学会発表] Structural Phase Transitions in KNbO3 and Na0.5K0.5NbO3 (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Sakakura, J. Wang, N. Ishizawa, Y. Inagaki, & K. Kakimoto
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics (ICC3)
  • 発表場所: Osaka International Convention Center, Oosaka
  • 年月日: 20101114-18
• [学会発表] High-temperature single-crystal X-ray diffraction study on the decarbonation of FeCO3 (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Wang, T. Sakakura, N. Ishizawa, and H. Eba
  • 学会等名: The 10th Conference of the Asian Crystallographic Association (AsCA2010)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20101031-1103
• [学会発表] A11Ru4O24結晶(A=Ca, Sr, Pr, Nd)のフラックス合成と構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井口浩詠,坂倉輝俊,石澤伸夫
  • 学会等名: 第5回フラックス成長研究会発表会
  • 発表場所: 信州大学,長野
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] Na0.5K0.5NbO3およびKNbO3強誘電体の高温における原子レベルの構造の乱れ (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂倉輝俊,王俊,石澤伸夫,稲垣由美,柿本健一
  • 学会等名: 第5回フラックス成長研究会発表会
  • 発表場所: 信州大学,長野
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] FeCO3の高温脱炭酸挙動に関するX線その場観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 王俊,坂倉輝俊,石澤伸夫
  • 学会等名: 第5回フラックス成長研究会発表会
  • 発表場所: 信州大学,長野
  • 年月日: 2010-12-03
• [図書] Pseudo-Commensurate GdBaCo2O5+δand Its Phase Transition at Elevated Temperatures(in Aperiodic Crystals, S. Schmid & R. L. Withers, R. Lifshitz eds.) (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, T. Asaka, T. Kudo, K. Fukuda, N. Abe, and T. Arima
  • 総ページ数: 157-162
  • 出版者: Springer
• [図書] Ferroelectric KNbO3 in Orthorhombic Phase, Photon Factory Activity Report 2011 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. SAKAKURA, N. ISHIZAWA
  • 総ページ数: 209
• [図書] Two-dimensional Distribution of Incident Beam Intensities at 14A, Photon Factory Activity Report 2010 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sakakura, J. Wang, N. Ishizawa, & S. Kishimoto
  • 総ページ数: 212
• [図書] Siderite, FeCO_3, Photon Factory Activity Report 2009 (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Wang, T. Sakakura, N. Ishizawa, & H. Eba
  • 総ページ数: 179
• [図書] X線構造解析法の最近の進歩,セラミックデータブック2010 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石澤伸夫
  • 出版者: 工業製品技術協会