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ナノドメインエンジニアリングによる環境適合型巨大圧電材料の創製

通过纳米域工程创造环境相容的巨型压电材料

基本信息

批准号：
16656201
负责人：
和田智志
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

2年目の課題であるニオブ酸カリウム(KN)単結晶中への数百nmのナノドメイン構造を導入するためのナノドメイン導入システムを開発した。このためBT結晶よりも高温である300℃以上まで使用できる温度可変ステージに変更し、更に顕微鏡下でドメイン構造を観察しながら電界印加を行える装置を開発した。また、旭テクノグラス(株)より大型のKN単結晶を購入し、背面反射ラウエ法による方位出し、切断、研磨を行うことで必要となる31振動子を作製した。これらにおいて、BT単結晶と同様に最も高い圧電特性を得るための最適なドメイン構造をシミュレーションにより決定した。そこで、230℃付近にある正方晶と斜方晶との相転移を利用し、目的とするドメイン構造の導入を試みたが、パターン通りのドメイン構造を導入することができなかった。この原因を検討した結果、電界を一定に印加したパターニング電極を用いて温度を下げていった場合の相転移では、電界による影響よりも温度による相転移の影響が大きいため、パターン通りのドメイン構造を導入できないことが明らかとなった。また、温度を一定にし、パターニング電極を用いた電界印加においては20kV/cmを超える大きな電界が必要となり、更にこの電界ではリーク電流が大きくなるため分極できないこともわかった。このようにパターン通りの均一なドメイン構造をKN結晶中に導入できなかったものの、ランダムなドメイン構造ならば自由に導入することができた。この場合でもBT単結晶と同様にドメインサイズの減少に伴い、圧電特性が急激に増大する現象を確認できた。そこで現在70℃付近でパターン通りのドメイン構造を導入するための条件の最適化を行っている。

The subject of the 2nd year project is であるニオブ acid カリウム(KN) monocrystalline, which is hundreds of nm in size.ノドメインを Import するためのナノドメイン Import システムを开発した.このためBT crystal よりもHigh temperature である300℃ and above までUse できるThe temperature can be changed ステージに変More details, more details on the structure of the structure under the microscopic microscope, and the structure of the electric circle Inca and the device are open.また, Asahi テクノグラス (Co., Ltd.) より large-scale KN single crystal を purchase し, back reflection ラウエThe method is as follows: cutting, grinding, cutting, and grinding are necessary, and the vibrator 31 is manufactured. BT single crystal and BT have the best electrical properties with high voltage The most suitable structure of the system is determined by the structure of the system.そこで、230℃ close tetragonal crystal and orthorhombic crystal とのphase shiftをutilizationし、purpose とするドメインStructure of the import of みたが、パターン通りのドメインstructural of import of することができなかった.このCauseを検したRESULT、ELECTRIC JIELDよる Impact of よりもTemperature によるphase change の Impact が大きいため、パターできないことが明らかとなった.また、The temperature is constant にし、パターニングelectrode を Use いたelectric boundary printing においては20kV/cmをSuper える大きNedenkai がnecessary となり, more にこの电界ではリークcurrent が大きくなるため分polar できないこともわかった.このようにパターン通りの uniform なドメイン structure をKN crystal in the introduction できなかったものの、ランダムなドメインstructuralならばfreeにImportすることができた. In this case, the phenomenon of BT monocrystalline and BT monocrystalline is reduced and the voltage characteristics are rapidly increased and the phenomenon is confirmed.そこでNow 70℃ pay close to でパターン通りのドメイン structure を import するためのconditions のoptimization を行っている.

项目成果

期刊论文数量（26）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Enhanced Piezoelectric Property of Barium Titanate Single Crystals with Engineered Domain Configurations

DOI：
10.1143/jjap.38.5505
发表时间：
1999-09
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
S. Wada;Shingo Suzuki;T. Noma;Takeyuki Suzuki;M. Osada;M. Kakihana;Seung-Eek Park;L. Cross;
通讯作者：
S. Wada;Shingo Suzuki;T. Noma;Takeyuki Suzuki;M. Osada;M. Kakihana;Seung-Eek Park;L. Cross;

Growth of Lithium Doped Silver Niobate Single Crystals and Their Piezoelectric Properties

掺锂铌酸银单晶的生长及其压电性能

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Materials Science and Engineering 120
影响因子：
0
作者：
M.Doi;M.Izumi;H.N.Fuke;H.Iwasaki;M.Sahashi;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada
通讯作者：
Satoshi Wada

Preparation of KNbO_3 Crystals with Fine Engineered Domain Confieurations and Their Enhanced Piezoelectric Properties

具有精细设计域结构的KNbO_3晶体的制备及其增强的压电性能

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Ferroelectrics 319
影响因子：
0
作者：
M.Doi;M.Izumi;H.N.Fuke;H.Iwasaki;M.Sahashi;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada
通讯作者：
Satoshi Wada

Domain Size Dependence on Piezoelectric Property of BaTiO_3 Single Crystals with Engineered Domain Configuration

具有工程化畴结构的 BaTiO_3 单晶压电性能的畴尺寸依赖性

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Transaction of the Materials Research Society of Japan 29・4
影响因子：
0
作者：
M.Doi;M.Izumi;H.N.Fuke;H.Iwasaki;M.Sahashi;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada
通讯作者：
Satoshi Wada

Piezoelectric Single Crystals

压电单晶

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
0
作者：
M.Doi;M.Izumi;H.N.Fuke;H.Iwasaki;M.Sahashi;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada;Satoshi Wada(分担)
通讯作者：
Satoshi Wada(分担)