人工MPB構造を持つチタン酸バリウムーニオブ酸カリウム複合圧電セラミックスの創成

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656396
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 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: 和田 智志 山梨大学, 大学院・医学工学総合研究部, 教授 (60240545)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 人工 MPB 構造 / 複合圧電セラミックス / チタン酸バリウム / ニオブ酸カリウム / エピタキシャル接合 / ナノ複合セラミックス / ソルボサーマル法 / 構造傾斜領域

研究概要

チタン酸バリウム(BT)ナノ粒子(粒子径:300nm)が 3 次元的に連続した BT/BT ナノ構造セラミックス(相対密度:60%、比誘電率:800、圧電定数:100pm/V)を作製し、その間隙にニオブ酸カリウム(KN)をエピタキシャル充填した KN/BT/BT ナノ構造セラミックスを世界で初めて作製し、相対密度 80%で、比誘電率 1800、圧電定数 300pm/V と大幅な向上を見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of Potassium Niobate-coatedBarium Titanate Accumulation Ceramics bySolvothermal Synthesis and Enhancement ofPiezoelectric Property (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Y amashita, S. Shimizu, N. Kumada, K.Nakashima, I. Fujii, Y . Kuroiwa and S. Wada
  • 雑誌名: Key EngineeringMaterials 巻: 566 ページ: 76-80
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Dielectric and PiezoelectricProperties of KNbO_3/BaTiO_3 Composites With Awide BaTiO3 Size Distribution (2013)
  • 著者名/発表者名: I. Fujii, K. Kawashima, K.Nakashima, N.Kumada, E. Magome, C. Moriyoshi, Y . Kuroiwa,and S. Wada
  • 雑誌名: Transaction ofthe Materials Research Society of Japan 巻: 38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanostructure Control of BariumTitanate-Potassium Niobate NanocomplexCeramics and Their Enhanced FerroelectricProperties (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, K. Y amashita, I. Fujii, K.Nakashima, N. Kumada, C. Moriyoshi, Y .Kuroiwa, Y . Fujikawa, D. Tanaka and M.Furukawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 51 ページ: 09LC05
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal Structure ofBaTiO_3-KNbO_3 Nanocomposite Ceramics:Relationship between Dielectric Property andStructure of Heteroepitaxial Interface (2012)
  • 著者名/発表者名: E. Magome, Y . Kuroiwa, H. Y oshimura, C.Moriyoshi, K. Y amashita, I. Fujii, K. Nakashima,N. Kumada and S. Wada
  • 雑誌名: Crystal Structure ofBaTiO3-KNbO3 Nanocomposite Ceramics:Relationship between Dielectric Property andStructure of Heteroepitaxial Interface 巻: 51 ページ: 09LE05
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Barium Titanate-PotassiumNiobate Nanostructured Ceramics with ArtificialMorphotropic Phase Boundary Structure BySolvothermal Method (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, S. Shimizu, K. Y amashita, I. Fujii,K. Nakashima, N. Kumada, Y . Kuroiwa, Y .Fujikawa, D. Tanaka and M. Furukawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50 ページ: 09NC08
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced piezoelectric responseof BaTiO_3 - KNbO_3 composites (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Fujii, S. Shimizu, K. Y amashita, K.Nakashima, N. Kumada, C. Moriyoshi, Y .Kuroiwa, Y . Fujikawa, D. Tanaka, M. Furukawaand S. Wada
  • 雑誌名: AppliedPhysics Letters 巻: 99 ページ: 202902
  • 査読あり
• [学会発表] Piezoelectric and DielectricEnhancement of New Nano-structured Ceramicswith High Density of Heteroepitaxial Interface byMPB Engineering (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Wada
  • 学会等名: Ferroelectrics UK 2013
  • 発表場所: Sheffield, UK
  • 年月日: 20130117-18
• [学会発表] Enhanced Piezoelectric Properties ofBarium Titanate - Potassium NiobateNano-structured Ceramics by MPB Engineering (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, K. Y amashita, I. Fujii, K.Nakashima, N. Kumada, C. Moriyoshi and Y .Kuroiwa
  • 学会等名: The 4th China-Japan Symposium onFerroelectric Materials and their Applications
  • 発表場所: Miyagi
  • 年月日: 20121107-10
• [学会発表] Solution-Based Preparation ofNew Piezoelectric Nanocomplex Ceramics withHeteroepitaxial Interface Structure (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Wada
  • 学会等名: MaterialsScience & Technology 2012 Conference
  • 発表場所: Pittsburgh, Pennsylvania USA
  • 年月日: 20121007-11
• [学会発表] Piezoelectric Enhancement of NewCeramics with Artificial MPB Engineering (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, K. Y amashita, I. Fujii, K.Nakashima, N. Kumada, C. Moriyoshi and Y .Kuroiwa
  • 学会等名: International Symposium on Ferroic Domainsand Micro- to Nanoscopic Structures, and 11thRussia/CIS/Baltic/Japan Symposium onFerroelectricity
  • 発表場所: Ekaterinburg,Russia
  • 年月日: 20120820-24
• [学会発表] Enhanced Piezoelectric Properties of BariumTitanate - Potassium Niobate Nano-structuredCeramics by MPB Engineering (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Y amashita, I. Fujii, K. Nakashima, N.Kumada, C. Moriyoshi, Y . Kuroiwa and S. Wada
  • 学会等名: The 8th Asian Meeting on Electroceramics
  • 発表場所: Penang, Malaysia
  • 年月日: 20120701-05
• [学会発表] FerroelectricEnhancement of New Ceramics with ArtificialMPB Engineering (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, K. Y amashita, I. Fujii, K.Nakashima, and N. Kumada
  • 学会等名: 2012 International Workshopon Acoustic Transduction Materials and Devices
  • 発表場所: Pennsylvania, U.S.A
  • 年月日: 20120507-10
• [学会発表] Piezoelectric enhancement of newceramics with artificial MPB engineering (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, S. Shimizu, K. Y amashita, I. Fujii,K. Nakashima, N. Kumada, C. Moriyoshi and Y .Kuroiwa
  • 学会等名: TheInternational Workshop on Piezoelectric Materials and Applications
  • 発表場所: Hirosaki (Invited)
  • 年月日: 20120422-25
• [学会発表] 鉛フリ-圧電体の可能性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 和田智志,藤井一郎,三井龍太,中島光一,熊田伸弘
  • 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: 東京
  • 年月日: 20120315-18
• [学会発表] Enhanced Piezoelectric Properties of BariumTitanate - Potassium Niobate Nano-structuredCeramics by Artificial MPB Structure (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, S. Shimizu, K. Y amashita, I. Fujii,K. Nakashima, N. Kumada, C. Moriyoshi, Y .Kuroiwa, D. Tanaka and M. Furukawa
  • 学会等名: 4th International Workshop on Smart Materials &Structures
  • 発表場所: AGADIR, Morocco
  • 年月日: 20110914-16
• [備考]
  • URL: http://www.ccn.yamanashi.ac.jp/swada/lab/