PZT強誘電体の異相境界におよぼす酸素欠損の影響

氧空位对PZT铁电体不同相界的影响

• 批准号: 09242207
• 负责人: 小田 克郎
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09242207/
• 关键词: 強誘電体; 酸素欠損; 異相境界; 2相共存領域; 誘電分散; 分域壁; 活性化エネルギー

Pb(Zr,Ti)O_3(PZT)強誘電体はぺロブスカイト型結晶構造を有していて,Zr richな組成では菱面体晶,Ti richな組成領域では正方晶のである.これまでの状態図でははこれらの2相はMPBと呼ばれる異相境界で分けられていて2相共存領域はないとされていた.それに対して本研究ではまず,通常の個相反応でMPB近傍の組成のPZTを数種類作製して,粉末X線回折法によりMPB近傍での2相の存在比の正確な組成依存性を求めた.その結果,室温においてはこれまでMPBが存在するとされていたZr/Ti=53/47の組成を挟んで5%の共存領域が存在することがわかった.これの原因としてぺロブスカイト構造の酸素サイトに試料作製時に導入される酸素欠損が考えられる.一方,PZTはマイクロ波周波数領域で誘電分散をする.この分散は強誘電分域の分域壁が外部電場の振動に追随できなくなるために生じる.従って,誘電分散を調べることにより分域壁の易動度,振動の活性化エネルギーを求めることができる.この現象は組成,結晶構造あるいは結晶構造中の欠陥に大きな影響を受ける.そこで本研究では誘電率の周波数,温度依存性を測定するシステムを作製して,誘電分散周波数の温度依存性から振動の活性化エネルギーを求め,その値の組成依存性を求めた.その結果,活性化エネルギーはMPB近傍で高くなっていることがわかった.これは菱面体晶,正方晶の2相が共存するため,結晶粒中に歪みが蓄積されているためと解釈される.また,polingを施して分極の方向を揃えると,やは分域壁が動きやすくなっていることもわかった.

Pb (Zr, Ti) O_3 (PZT) induced electricity body は ぺ ロ ブ ス カ イ type ト crystal structure を し て い て, Zr rich of な で は rhombohedron crystal, Ti Of rich な field で は tetragonal の で あ る. こ れ ま で の state 図 で は は こ れ ら の phase 2 は MPB と shout ば れ る interphase boundary で points け ら れ て い て 2 phase coexistence field は な い と さ れ て い た. そ れ に し seaborne て in this study で は ま ず, often の a contrary 応 で of MPB nearly alongside の の PZT を several kinds cropping し て, powder X-ray Back to Mr. に よ り MPB nearly alongside で の 2 phase の existence than の correct な composition dependence を o め た. そ の results, room temperature に お い て は こ れ ま で MPB が exist す る と さ れ て い た Zr/Ti = 53/47 の を carry ん で 5% の coexistence domains exist が す る こ と が わ か っ た. こ れ の reason と し て ぺ ロ ブ ス カ イ ト tectonic の acid When preparing the サ トに トに test material, に is introduced into される and the acid element is underdamaged が to test えられる. Side, PZT は マ イ ク ロ で wave cycle for field induced electric dispersion を す る. こ の strong dispersion は induced electric field の points domain walls が の external electric field vibration に follow で き な く な る た め に raw じ る. 従 っ て, induced electric dispersion を べ る こ と に よ り points domain walls の easy mobility, vibration の activeness エ ネ ル ギ ー を o め る こ と が で き る. こ の phenomenon は composition, crystal structure あ る い は crystal structure of の owe 陥 に big き な を by け る. そ こ で this study で は の cycle for electricity rate, temperature dependency を determination す る シ ス テ ム を cropping し て, induced electricity Scattered cycle for の temperature dependency か ら vibration の activeness エ ネ ル ギ ー を め, そ の numerical の composition dependence を o め た. そ の results, activeness エ ネ ル ギ ー は MPB nearly alongside で high く な っ て い る こ と が わ か っ た. こ れ は rhombohedron crystal, tetragonal の が 2 phase coexistence す る た め, crystals in に slanting み が accumulation さ れ て い る た め と solution 釈 さ れ る. ま た, poling を shi し て polarization direction の を Jian え る と, や は points domain walls が dynamic き や す く な っ て い る こ と も わ か っ た.

项目成果

Katsuro Oda: "Diffuse Phase Transition in Pb(Fe_<0.5>Nb_<0.5>)O_3" Proceedings for PRICM3. (in press).

Katsuro Oda：“Pb(Fe_<0.5>Nb_<0.5>)O_3 中的扩散相变”PRICM3 论文集。

小田 克郎: "Pb(Fe_<1/2>Nb_<1/2>)O_3強誘電体セラミックスにおける散漫相転移" 生産研究. 50・2. 21-24 (1998)

小田胜郎：“Pb(Fe_<1/2>Nb_<1/2>)O_3铁电陶瓷中的扩散相变”生产研究50・2(1998)。