マルチフェロイック物質及び新規高誘電率物質の第一原理計算を用いた研究と探索

利用第一性原理计算研究探索多铁材料和新型高介电常数材料

• 批准号: 08J10311
• 负责人: 浦谷 佳孝
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J10311/
• 关键词: 第一原理計算; 圧電物質; マルチフェロイック物質; 鉛フリー; 薄膜歪み

まず、マルチフェロイック系物質、高誘電率物質への応用を考慮した鉛フリー圧電体の第一原理計算による研究を行った。現在、圧電材料においては、鉛系圧電体が非常に幅広く応用されており、この鉛フリー化は必須である。そこで、第一原理計算を用いて、鉛フリー圧電体の探索を行った。SnTiO_3に対して第一原理計算を用いた誘電性、圧電性の評価を行った。この結果、PbTiO_3と同等の圧電性を持つことがわかり、鉛フリー圧電体として有望であることがわかった。次に、マルチフェロイック系物質で応用上重要な物性でありながらあまり注目されていない磁気異方性について議論を行った。特に、巨大な電気分極を持つPbVO_3、BiCoO_3について第一原理計算と摂動論による理論解析を行った。結果として、これらの物質はよく似た結晶構造、磁気秩序、軌道状態をもつにも関わらず、磁気異方性には違いが発生することがわかった。次に、磁気異方性と同様にマルチフェロイック物質で重要であると考えられる圧電性について研究を行った。特に、PbTiO_3に関して薄膜歪みを加えた圧電性の変化を議論した。格子に対する非等方的圧力が分極回転を誘発することを示した。この時、圧電性が大きく向上することが示された。これらの結果により、現在までに研究されてきた元素置換を用いた化学的圧力を薄膜歪みに還元できると考えられ、新しい圧電材料の創成、探索の指針となると考えられる。この結果に関しては、相境界において誘電率が増大することから、新規高誘電率物質の創成にも寄与出来ると考えられる。

Study on the first principles calculation of lead and high permittivity substances At present, the voltage material is very high, lead series voltage material is very high. The first principle of calculation is applied to the exploration of the electric field. The evaluation of conductivity and voltageof SnTiO_3 was carried out by using the first principle calculation. As a result, PbTiO_3 has the same electrical properties as PbTiO_3. PbTiO_3 has the same electrical properties as PbTiO_3. Second, the use of important physical properties of the system substances, such as magnetic anisotropy, is discussed. The first principle calculation and theoretical analysis of PbVO_3 and BiCoO_3 in special and giant electron polarization The results show that the material is similar to crystal structure, magnetic order, orbital state, magnetic anisotropy, etc. The second, magnetic anisotropy and homogeneity of matter are important to study. In particular, PbTiO_3 thin films are discussed in detail. The pressure of the grid is not equal to that of the pole. The timing and electrical properties of the battery are very high. The results of this research are as follows: (1) The study of element replacement,(2) The application of chemical pressure,(3) The study of thin film deformation,(4) The study of the creation and exploration of new dielectric materials. The results are related to the increase in the dielectric constant of the phase and the formation of new high dielectric constant substances.

项目成果

第一原理計算による SnTiO_3 の強誘電性と圧電性の研究

利用第一性原理计算研究SnTiO_3的铁电性和压电性

• 发表时间: 2008
• 作者: K. Ideura;H. Kobayashi;N. Hosomi;J. Taniguchi;M. Suzuki;D.Inoue;D.Inoue;T.Nakahara;K.Ideura;細見斉子;細見斉子;細見斉子;細見斉子;細見斉子;Yoshitaka Uratani;浦谷佳孝;Yoshitaka Uratani;Yoshitaka Uratani;Yoshitaka Uratani;浦谷佳孝
• 通讯作者: 浦谷佳孝

First-Principles Study of Lead-Free Piezoelectric SnTiO3

• DOI: 10.1143/jjap.47.7735
• 发表时间: 2008-09
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Yoshitaka Uratani;T. Shishidou;T. Oguchi

Giant piezoelectric response in thin-film PbTiO_3 from first-principles

从第一原理看薄膜 PbTiO_3 的巨压电响应

• 发表时间: 2008
• 作者: K. Ideura;H. Kobayashi;N. Hosomi;J. Taniguchi;M. Suzuki;D.Inoue;D.Inoue;T.Nakahara;K.Ideura;細見斉子;細見斉子;細見斉子;細見斉子;細見斉子;Yoshitaka Uratani;浦谷佳孝;Yoshitaka Uratani
• 通讯作者: Yoshitaka Uratani

Magnetic anisotropic properties in multiferroic PbVO_3 and BiCoO_3 from first-principles

第一性原理研究多铁性 PbVO_3 和 BiCoO_3 的磁各向异性

• 发表时间: 2008
• 作者: K. Ideura;H. Kobayashi;N. Hosomi;J. Taniguchi;M. Suzuki;D.Inoue;D.Inoue;T.Nakahara;K.Ideura;細見斉子;細見斉子;細見斉子;細見斉子;細見斉子;Yoshitaka Uratani;浦谷佳孝;Yoshitaka Uratani;Yoshitaka Uratani
• 通讯作者: Yoshitaka Uratani

First-principles study of giant piezoelectric response in thin-film PbTiO_3

薄膜PbTiO_3巨压电响应的第一性原理研究

• 发表时间: 2008
• 作者: K. Ideura;H. Kobayashi;N. Hosomi;J. Taniguchi;M. Suzuki;D.Inoue;D.Inoue;T.Nakahara;K.Ideura;細見斉子;細見斉子;細見斉子;細見斉子;細見斉子;Yoshitaka Uratani;浦谷佳孝;Yoshitaka Uratani;Yoshitaka Uratani;Yoshitaka Uratani
• 通讯作者: Yoshitaka Uratani