| 研究概要 |
【研究の目的】PbTiO3は、優れた強誘電体であり、反強誘電体PbZrO3との固溶体Pb(Zr, Ti)O3として、不揮発性メモリー、アクチュエータ、センサなどに応用されており、今後もMEMS分野の様々なデバイスへの応用が期待されている。Pb(Zr, Ti)O3にLa3+を添加すると、電気伝導性、誘電特性などが大きく変化することが報告されており、その原因は、Aサイト(Pbサイト)に空孔が形成されるためではないかと推定されているが、Bサイト(Tiサイト)にも空孔が形成されているとの報告もあり、空孔形成挙動について不明な点が多い。そこで、本研究では、Laを添加したPbTiO3の陽電子寿命測定を行い、カチオン空孔の形成サイトについて明らかにした。
【実験方法】PbO粉、TiO2粉、La2O3粉を秤量し、乳鉢内で混合し、1323Kで5時間、空気中で焼結した。得られた焼結体の陽電子寿命測定は、22Na線源を用いて、fast-fast timing coincidence systemにより室温で行った。
【結果と考察】作製したLa添加PbTiO3試料から得られた陽電子寿命スペクトルには、Aサイト空孔で消滅したと考えられる300ps近い長い陽電子寿命の成分だけでなく、それより短いおよそ200ps程度の陽電子寿命成分も観測された。これは、Bサイト空孔で消滅した陽電子の寿命成分であると考えられ、Aサイトだけでなく、Bサイトにも空孔が形成されていることが明らかになった。
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