希土類元素で修飾したジルコン酸チタン酸鉛(PZT)セラミックスと薄膜の合成と評価

稀土元素改性锆钛酸铅（PZT）陶瓷及薄膜的合成与评价

• 批准号: 01F00738
• 负责人: 垣花 眞人
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00738/
• 关键词: 強誘電体; ジルコン酸チタン酸鉛; 不揮発性メモリ; ラマン散乱; ペロキソオキシダント法; ドーパント

ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)は強誘電性を示し、優れた不揮発性メモリー材料として広く産業界で使われており、特性の向上を目指した研究が数多く存在する。しかしながら、古典的材料とも言えるPZTの相変化やPZTにおける強誘電性発現の背景となる物理やPZTの特性を支配するパラメーターが明確になっているわけではない。そこで本研究では、希土類元素で修飾した様々な組成のPZTセラミックスと薄膜を合成し、ラマン散乱及び中性子回折を主たる評価手段としてPZT材料の結晶構造(特に酸素原子の原子座標と各サイトにおける占有率)、格子力学および幅広い温度範囲(4K〜900K)での相転移挙動を明らかにし、強誘電性発現の本質となる物理的性質を明らかにすることを目的とした。更に物性研究に相応しい高純度なPZT型粉末を作製する手法も併せて開発した。得られた研究成果は以下の通りである。(1)ペルオキソオキシダント法による高純度PZT粉末の合成金属チタン粉末を過酸化水素水のアンモニァ水溶液で処理することにより得られるペルオキソチタン酸、ジルコニウムのペルオキソ錯体および水酸化鉛錯体の3種の溶液を混合することにより生成する沈殿は有機物やハロゲンフリーのPZT前駆体として利用できる化合物沈殿であることが判明した。この沈殿を500-700℃で熱処理することにより組成が高度に制御されたPZT粉末が得られることが明らかになった。(2)高分解能中性子回折によるPZTセラミック粉末の構造解析Pb(ZrxTi_<1-x>)O_3(x=0.2,0.52,0.53,0.54)サンプルの4K〜900Kの温度範囲での高分解能中性子回折を実施した。相境界付近での2相共存とマイクロストレインの寄与に特に着目した。相境界付近(X=0.52-0.54)のサンプルは高温を除いて2つの異なる相対称を内包することが明らかになった。

Lead chlorinated diphosphate (PZT) is a material with strong electrostatic properties and excellent non-volatile properties. The industry is in a state of flux, and the characteristics of the product are as follows: Research and research are numerous and there are many.しかしながら、Classic material とも语えるPZT のphase change やPZT におけるstrongly electrostatic 発appearのback The characteristics of the scenery of PZT are controlled by the physical properties of PZT.そこでThis research is carried out, and the rare earth elements are modified and the composition is composed of PZT セラミックスと film is synthesized. The main reason for the dispersion of ラマン and the inversion of neutral atoms is the crystal structure of the PZT material (the atom of the special acid atom). Coordinates and lattice mechanics, width and temperature range (4K to 900K) and lattice mechanics The nature and physical properties of the strong electromagnetic phenomenon are the physical properties and the purpose of the move. More physical properties research has been carried out, and high-purity PZT type powder has been produced using a manufacturing technique. The results of the research are as follows: (1) High-purity PZT powder, synthetic metal powder, and peracidified water Aqueous solution of natural water, することにより got られるペルオキソチタン acid, ジルコニウムのペルオキソ Miscellaneous Body およびWater-acidified Lead Co-body の3 kinds of solutions を Mixed することによりGeneration するShen Temple は有Mechanical material やハロゲンフリーのPZT front body として uses the できる compound Shendian であることが to make it clear. The heat treatment at 500-700℃ is a high degree of heat treatment and the PZT powder is highly controlled. (2) Structural analysis of high-resolution neutralizer PZT セラミック powder Pb(ZrxTi_<1-x>)O_3(x=0 .2, 0.52, 0.53, 0.54) The temperature range of サンプルの4K~900K is high decomposition energy and the neutral electron can be reversed. The phase realm is close to での2. The phase coexistence is とマイクロストレインの发 and に特に目した. The phase realm is close (X=0.52-0.54).

项目成果

J.Frantti, M.Kakihana et al.: "Phase transitions of Pb(Zr_xTi_<1-x>)O_3 ceramics"Physical Review B. 66. 064108 (2002)

J.Frantti、M.Kakihana 等人：“Pb(Zr_xTi_<1-x>)O_3 陶瓷的相变”Physical Review B. 66. 064108 (2002)

J.Frantti, M.Kakihana et al.: "Local and Average Structure of Lead Titanate Based Ceramics"Ferroelectrics. 266. 73-90 (2002)

J.Frantti、M.Kakihana 等人：“钛酸铅基陶瓷的局部和平均结构”铁电体。

J.Frantti, M.Kakihana et al.: "High relsolution nuetron powder diffraction study of the microstrain contribution in Pb(Zrx Ti_<1-x>)O_3 ceramics"Journal of the European Ceramic Society. 24. 1141-1144 (2004)

J.Frantti、M.Kakihana 等人：“Pb(Zrx Ti_<1-x>)O_3 陶瓷中微应变贡献的高分辨率中子粉末衍射研究”欧洲陶瓷学会杂志。

J.Frantti, M.Kakihana et al.: "Neutron diffraction and bond-valence calculation studies of Pb(Zr_xTi_<1-x>)O_3 Ceramics"Ferroelectrics. 272. 51-56 (2002)

J.Frantti、M.Kakihana 等人：“Pb(Zr_xTi_<1-x>)O_3 陶瓷的中子衍射和键价计算研究”铁电体。