ケイ酸塩系新圧電結晶の結晶構造に基づく材料設計と高温振動子の開発

基于新型硅酸盐基压电晶体晶体结构的高温振荡器材料设计与开发

• 批准号: 22H02162
• 负责人: 武田 博明
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Saitama 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 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02162/
• 关键词: 圧電結晶; 高温特性; 圧電センサ; 機械的強度; 温度特性; 結晶育成; 結晶構造解析

今年度はオケルマナイト Ca2MgSi2O7(CMS)の Ca に対して Sr を置換した Ca2-xSrxMgSi2O7(Sr 置換オケルマナイト。以降、CSMS100x)単結晶について調査した。科研費 19H02797 の成果で、チョクラルスキー（Cz）法により x=0.3 までのバルク単結晶が育成されている。また、Jiang(1998)によると、育成方法に関する記述は無いものの、x≧0.64 で育成が困難になると報告されている。よって、0.3<x<0.64 の組成でバルク単結晶の合成報告が無い。そこで、Cz 法により組成が 0.3<x<0.64 である Sr 置換オケルマナイト単結晶を合成し、Sr 置換が電気的特性へ与える影響を調査した。Cz 法により CSMS100x (x=0、0.4、0.5、0.6)結晶を育成したところ、CSMS40 およびCSMS50 は結晶全体がメリライト型単相であるのに対し、CSMS60 では不純物としてメルウィナイト相が含まれていた。育成結晶の格子定数 a、c を算出した結果、Sr 置換量が大きくなるにつれ、a、c ともに増加する。また、Sr 置換量 x に対する格子定数比 a/c をプロットしたところ、x が増加するにつれて a/c が減少し、これらには負の相関があることがわかった。CMS、CSMS30、CSMS40 の圧電 d36 定数を測定した結果、それぞれ 5.71 pC/N、4.3 pC/N、4.04 pC/N となった。これより、Sr 置換 x により圧電 d36 定数が減少する傾向があった。以上、結晶育成の容易さや圧電定数を考慮すると、デバイス用途に最適な Sr 置換オケルマナイトの結晶組成は CSMS30～40 間にあることがわかった。

This year, we will ask Ca2MgSi2O7 (CMS), Ca, Sr, and Ca2-xSrxMgSi2O7 (Sr setting). In order to reduce, CSMS100x) the results show that there are significant differences between the two. The results of scientific research, 19H02797 results, and Cz methods have been successfully developed. Mother, Jiang (1998), nurture method, record that there is no one, and that it is difficult to report that it is difficult to learn. The synthesis of reports is invalid. The combination of the Cz method and the Cz method has a significant impact on the performance of the device, the characteristics of the Sr device and the performance of the device. The results of Cz method and CSMS100x (x = 0,0.4,0.5,0.6) have been developed. All the samples of CSMS40, CSMS50, and CSMS60 have been bred, and there are some differences between them. Cultivate the crystal lattice to determine the number of a, c to calculate the results of the results, the amount of Sr is very high, and the number of an and c is very high. The fixed number of the grid is less than that of the alphabet, the Sr, the grid, the grid, the grid and the grid. CMS, CSMS30, CSMS40 data 36 fixed number test results, test results 5.71 pC/N, 4.3 pC/N, 4.04 pC/N test results. The Sr setting

项目成果

圧電単結晶材料の結晶化学的探索

压电单晶材料的晶体化学探索

• 发表时间: 2023
• 作者: 木幡 壮真;木村 勇太;雨澤 浩史;大石 昌嗣;藤代 史;高橋 伊久磨;八木 俊介;中村 崇司;武田博明
• 通讯作者: 武田博明

Growth and Characterization of Ba3TaGa3Si2O14 Single Crystals

Ba3TaGa3Si2O14 单晶的生长和表征

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroaki Takeda;Takuya Hoshina;Takaaki Tsurumi
• 通讯作者: Takaaki Tsurumi

ランガサイト型圧電結晶の結晶化学

硅酸镁合金压电晶体的晶体化学

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Takami;C. Pattanathummasid;A. Kutana;and R. Asahi;武田博明
• 通讯作者: 武田博明

高温圧電センサ用酸化物単結晶材料の開発

高温压电传感器用氧化物单晶材料的研制

• 发表时间: 2022
• 期刊: 希土類
• 作者: Sobov Pavel A.;Shestakov Alexander F.;Kuzmin Alexey V.;Khasanov Salavat S.;Otsuka Akihiro;Yamochi Hideki;Kitagawa Hiroshi;Konarev Dmitri V.;武田博明
• 通讯作者: 武田博明

Melilite-type silicate single crystals for high temperature piezoelectric application

用于高温压电应用的黄长石型硅酸盐单晶

• 发表时间: 2022
• 作者: A. Abulikemu;S. Gao;T. Matsunaga;H. Takatsu;C. Tassel;H. Kageyama;T. Saito;T. Watanabe;T. Uchiyama;K. Yamamoto;Y. Uchimoto;and T. Takami;Hiroaki Takeda
• 通讯作者: Hiroaki Takeda