2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20K20546
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤田 晃司 京都大学, 工学研究科, 教授 (50314240)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 強誘電体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くのペロブスカイト酸化物強誘電体は直接型強誘電体であり，電気分極そのものが常誘電－強誘電相転移の主秩序変数となる．近年，ペロブスカイト関連層状酸化物において，2種類の非極性構造歪み (結晶学的軸周りの酸素八面体回転と傾斜) に伴って強誘電性が生じることが理論と実験で示されている．この場合，強誘電相転移を駆動する主秩序変数は酸素八面体の回転と傾斜に関するパラメーターであり，電気分極は従秩序変数となる．このタイプの強誘電体はハイブリッド間接型強誘電体と呼ばれている．本研究では，従来の直接型とは異なり，ハイブリッド間接型の機構に基づく新奇強誘電体を開拓する．特に，「物質合成－第一原理計算－構造解析－分光・物性測定」の有機的連携に基づいて課題を遂行し，物質開拓，基礎物性の解明，機能・物性の創出を通じて，ハイブリッド間接型強誘電体の基礎学理を構築する．
令和4年度は，層状ペロブスカイト酸化物Ln2AB2O7 (Ln:ランタノイド、A:アルカリ土類金属、B: 遷移金属あるいは典型金属) に焦点を当て，物質開拓を行った．具体的には，固相反応法を用いて候補物質の多結晶体を合成し，回折法と分光法により詳細な構造解析を行うとともに，誘電的性質を調べた．その結果，室温近傍で強誘電性を示す化合物を見出した．また，いくつかの系においては，高温での強誘電相転移を観察し，キュリー温度を決定した．この他にも，第一原理計算により極性構造の安定化に及ぼす要因を明らかにし，Ln2AB2O7における強誘電体設計の指針を得た．これらの成果はハイブリッド間接型強誘電体の種類の拡張につながる重要な成果である．
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