2012 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ波非平衡反応場を利用したSn含有マルチフェロイック新材料創製
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24360267
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
滝沢 博胤 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90226960)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 大和 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60396455)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | セラミックス / 先端機能デバイス / 誘電体物性 / マイクロ波加熱 / 非平衡反応場 / マルチフェロイックス |
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| Research Abstract |
本研究では、2価のスズを含む新物質創製と強誘電性・マルチフェロイック機能発現を目的としている。24年度は、SnOを反応系成分としたSn^<2+>含有新規複酸化物のマイクロ波合成を目差し、反応系としてSnO-TiO_2系に加え、SnOとマイクロ波吸収の弱い構成成分との組み合わせを選択し、マイクロ波照射による新物質合成を行った。物質合成には研究室既設の28GHzマイクロ波(ミリ波)照射装置、2.45GHz電磁界集中型マイクロ波照射装置、2.45GHzマルチモード型マイクロ波照射装置を主要設備として用いた。SnO-TiO_2系では、SnOの選択的なマイクロ波吸収により非平衡反応が進行し、2価のスズを主成分とするSn_2TiO_4相の形成が確認できた。マイクロ波照射出力を変化させて合成実験を行った結果、高出力下で温度上昇が急峻なほど、Sn_2TiO_4相の形成が促進されることが明らかとなった。Sn_2TiO_4相の単相形成条件を調べ、純度の高い試料を得るに至ったが、短時間のマイクロ波照射下で高密度のバルク焼結体を得るには至らず、直流および交流電場下での詳細な物性評価については次年度の課題である。一方、急速昇温炉(電気炉)や熱分析装置を用いた比較実験ではSn_2TiO_4相の形成は起こらず、マイクロ波交番電磁場下での一方向拡散が新規相の形成の主要因であると考えられる。SnOと他の金属酸化物との複合系における合成実験では、価数変化が観測される系もあり、2価のスズを構造中に保持するには、構造的要因から反応系を選択する必要があることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
SnOの選択的なマイクロ波吸収による交番電磁場下での一方向拡散が新材料創製の手法として重要であることが確認され、次年度以降の研究計画が問題なく推進できることが示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き熱的に非平衡な反応場でSn^<2+>含有新規複酸化物を合成し、強誘電性・マルチフェロイック機能を有する新材料の創出を図る。マイクロ波プロセスの非平衡反応場としての学理を究明し、新たな学術領域の開拓を目指す。
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