ナノサイズ強誘電体におけるサイズ効果と新規量子物性

纳米铁电体的尺寸效应和新量子特性

• 批准号: 04F04146
• 负责人: 伊藤 満
• 金额: $ 1.54万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04146/
• 关键词: 強誘電体; ナノサイズ効果; 電子効果; マルチフェロイックス; 強磁性; 強誘電性; 量子物性; ペロブスカイト

1)ペロブスカイト関連チタン酸塩の強誘電性と構造的不安定化(a)平衡体積(b)^<18>O置換(c)A-サイトの同位体置換(d)A-サイトの固溶体化(e)静水効果について第1原理分子動力学プログラムSIBSTAを用いて検討した.強誘電活性なB-サイトイオン,A-サイトイオンの電子分極率,そして換算質量が果たす役割を明確にした.この計算結果から新しい高温磁気-電気効果をもつマルチフェロイックを設計する指針を得ることができた.さらに重要な結果は,ナノ構造をもつ強誘電体の粒子サイズ効果を理解することができたことにある.2)マルチフェロイックスの探索a)Aurivillius構造系BiFeO_3,LaFeO_3,LaCrO_3-Bi_4Ti_3O_<12>,Bi_5Fe_2Ti_2O_<15>,Bi_3FeTiO_9,Bi_<3.15>Gd_<0.85>Ti_3O_<12>系の固溶体を作製してそれらの磁性と誘電性を調べた。これらは常磁性あるいはスピングラスであり,これまでの報告が誤りであることを確かめた.b)Sillenite構造系Bi-Cr-O,Bi-Fe-Cr-O系単結晶を合成した.前者は常磁性であり,後者はT_g〓20K,θ=220Kの常磁性体であることを確かめた.c)ペロブスカイト構造系Bi_2FeCrO_6ベースの固溶体を作製した.d^3-d^5超交換相互作用により,この系はT_N>400Kのフェリ磁性体であることを確かめた.またT_Nは組成とともに連続的に変化した構造と誘電測定から,この系では強誘電性が発現する可能性を示す徴候を確認した.しかしM-E効果については今のところ不明である.この系の今後の課題は,若干存在する電子伝導性の低減であり,作製プロセスも含めた手法の改良が必要とされる.

1) ペ ロ ブ ス カ イ ト masato even チ タ ン acid salt の strong electrical と lure tectonic instability of volume balance (a) (b) ^ < > 18 O replacement (c) a - サ イ ト の replacement (d) a - with a body サ イ ト の solid solution is changed (e) hydrostatic unseen fruit に つ い て first principle molecular dynamics プ ロ グ ラ ム SIBSTA を with い て beg し 検 た. Strong electroactive lure な B - サ イ ト イ オ ン, A - サ イ ト イ オ ン の electronic polarization rate, そ し て conversion quality が fruit た す "を clear cut に し た. こ の results か ら new し い magnetic 気 - high temperature electric 気 unseen fruit を も つ マ ル チ フ ェ ロ イ ッ ク を design す を る Pointers to る こ と が で き た. さ ら は に な important results, ナ ノ tectonic を も つ induced electricity body の particle サ イ ズ unseen fruit を understand す る こ と が で き た こ と に あ る. 2) マ ル チ フ ェ ロ イ ッ ク ス の Aurivillius structure BiFeO_3, explore a) LaFeO_3, LaCrO_3 - Bi_4Ti_3O_ < 12 >, Bi_5Fe_2Ti_2O_ < 15 >, Bi_3Fe TiO_9, Bi_ < 3.15 > Gd_ < 0.85 > Ti_3O_ < 12 > is の solid solution を cropping し て そ れ ら の magnetic と induced electrical を adjustable べ た. こ れ ら は paramagnetism あ る い は ス ピ ン グ ラ ス で あ り, こ れ ま で の report が mistakenly り で あ る こ と を か indeed め た. B) Sillenite structure of Bi - Cr - O, Bi - Fe - Cr - O 単 crystallization を synthetic し た. The former は paramagnetism で あ り, latter は T_g 〓 20 k, theta = 220 k の often magnetic body で あ る こ と を か indeed め た. C) ペ ロ ブ ス カ イ ト tectonic system Bi_2FeCrO_6 ベ ー ス の solid solution を cropping し た. D ^ ^ 3 - d 5 superexchange interactions に よ り, こ の is は T_N > 400 k の フ ェ リ magnetic body で あ る こ と を か indeed め た. ま た T_N は composition と と も に even 続 に variations change し と た structure determination of induced electric か ら, こ の is で は strong electrical が lure 発 now す を る possibility in す 徴 hou を confirm し た. し か し M - E unseen fruit に つ い て は today の と こ ろ unknown で あ る. こ の is の は の subject in the future, several existing す る electronic 伝 conductivity の low cut で あ り, as a system Youdaoplaceholder0 プロセス contains めた. The method of improvement が is necessary とされる.