ハイブリッド間接型強誘電体の開拓と強誘電機能の発展

混合间接铁电体的开发和铁电功能的开发

• 批准号: 22H01775
• 负责人: 藤田 晃司
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01775/
• 关键词: 強誘電体

BaTiO3やPb(Zr,Ti)O3などに代表される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．これらの強誘電体の設計は二次ヤーン－テラー効果に基づく金属元素－酸素間の共有結合の形成に立脚しており，結晶構造の反転対称性を破るために特定の元素に特有の性質（Ti4+のd0電子配置やPb2+の6s2孤立電子対）を必要する．近年，層状ペロブスカイト酸化物を対象に，2種類の非極性構造歪み（典型的には，結晶学的軸周りの酸素八面体回転と傾斜）の組み合わせによりイオンの極性変位が副次的に生じ，強誘電性が生じることが理論と実験で示されている．このような強誘電性はハイブリッド間接型強誘電性と呼ばれている．酸素八面体回転・傾斜はカチオンの電子配置とは無関係に起こり，ペロブスカイト関連化合物において最もありふれた構造歪みであるため，ハイブリッド間接型の機構を用いると，新規強誘電体が開拓される可能性がある．令和4年度は，前年度に引き続いて，遷移金属がBサイトを占有したペロブスカイト関連層状酸化物に焦点を当て，多機能性を有する強誘電体の開発を目指した．具体的には，固相反応法により候補物質の多結晶体を合成し，回折法と分光法に基づく詳細な構造解析を行うとともに，誘電的および磁気的性質を調べた．多結晶体の合成においては，液相プロセスにより作製した前駆体を原料粉末として使うことで，いくつかの新規物質が得られることを見出した．また，いくつかの系では室温近傍で強誘電性と（弱）強磁性の共存が確認された．これらの成果は，新しい強誘電体だけでなく，新しいマルチフェロイック物質の開拓につながる重要な成果である．

BaTiO3 or Pb(Zr,Ti)O3 represents the main order of phase shift between normal induced and strong induced electrons. The design of these ferroelectric materials is based on the formation of shared bonds between the base metal elements-acids in the second-order effect, and the unique properties of specific elements (Ti4+ and d0 electron configuration and Pb2 + and 6s2 isolated electron pair) are necessary to break the antisymmetry of the crystal structure. In recent years, two kinds of non-polar structural distortions (typical ones, crystallographic ones, octahedral ones) have been found in the case of layered compounds, and the polar positions of the two kinds of compounds have been found to be sub-polar and strongly inductive. Indirect-type strong inductivity is called strong inductivity. The electronic configuration of octahedral acid is independent of the structure of octahedral acid. In 2014, after reviewing the previous year, we focused on the migration of metals to the B-site-related layered acidifiers, and focused on the development of powerful inductors with versatility. The solid phase reaction method is used to synthesize the polycrystalline material of the candidate substance, and the reflection method is used to analyze the structure in detail. The synthesis of polycrystalline substances is a process for the preparation of precursor powders in liquid phase. The blue shift of strong conductivity and (weak) ferromagnetism near room temperature is confirmed. The results of this research are important achievements in the development of new strong inductive substances.

项目成果

層状ペロブスカイト型構造を持つ極性酸化物の高圧合成と構造解析

层状钙钛矿结构极性氧化物的高压合成及结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 大泉尚紀;安田浩保;Takeaki Yajima;岡田 舜也，山田 幾也，Yi Wei，藤田 晃司
• 通讯作者: 岡田 舜也，山田 幾也，Yi Wei，藤田 晃司

光触媒Bi12O17Cl2の結晶構造とトポケミカルフッ素化による構造変化

光催化剂Bi12O17Cl2的晶体结构和拓扑化学氟化引起的结构变化

• 发表时间: 2023
• 作者: 加藤 大地，富田 修，鈴木 肇，鐘 承超，Tassel Cedric，石田 耕大，松崎 洋介，藤田 晃司，阿部 竜，陰山 洋，Nelson Ryky，Dronskowski Richard，Kirsanova A. Maria，Abakumov M. Artem，Brown M.Craig，藤井 孝太郎，八島 正知，佐伯 昭紀，及川 格，高村 仁，小林 洋治，Gorelik E. Tatiana

京都大学大学院工学研究科 材料化学専攻 機能材料設計学講座 藤田研究室

京都大学大学院工学研究科材料化学系、功能材料设计系藤田实验室

Topochemical Synthesis of LiCoF3 with a High-Temperature LiNbO3-Type Structure

高温 LiNbO3 型结构 LiCoF3 的拓扑化学合成

• DOI: 10.1021/acs.inorgchem.2c01439
• 发表时间: 2022
• 期刊: Inorganic Chemistry
• 影响因子: 4.6
• 作者: Matsuo Yumi;Matsukawa Yuko;Kitakado Masahiro;Hasegawa George;Yoshida Suguru;Kubonaka Ryoto;Yoshida Yuya;Kawasaki Tatsushi;Kobayashi Eiichi;Moriyoshi Chikako;Ohno Saneyuki;Fujita Koji;Hayashi Katsuro;Akamatsu Hirofumi
• 通讯作者: Akamatsu Hirofumi

Interplay between Oxygen Octahedral Rotation and Deformation in the Acentric ARTiO4 Series toward Negative Thermal Expansion

无心 ARTiO4 系列中氧八面体旋转与负热膨胀变形之间的相互作用

• DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c01245
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chemistry of Materials
• 影响因子: 8.6
• 作者: Yoshida Suguru;Akamatsu Hirofumi;Gibbs Alexandra S.;Kawaguchi Shogo;Gopalan Venkatraman;Tanaka Katsuhisa;Fujita Koji
• 通讯作者: Fujita Koji