In-situ and atomic-scale observation of nano-scale ferroelectric domain structure

纳米级铁电畴结构的原位和原子级观察

• 批准号: 23760632
• 负责人: SATO Yukio
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23760632/
• 关键词: 強誘電体; ドメイン; 圧電体; 透過型電子顕微鏡法; その場観察; 結晶構造; 電子回折; 原子配列; ナノドメイン; TEM; PMN-PT; MPB

Piezoelectric material, which deforms largely when electrical voltage is applied, is widely used in a variety of practical applications. Particularly, PMN-PT, a representative piezoelectric material, exhibits very high piezoelectricity. However, mechanism of the high piezoelectricity has not yet been clarified.In the present study, in order to understand the origin of high piezoelectricity, in-situ transmission electron microscopy (TEM) and atomic resolution scanning TEM observations were carried out.We have for the first time visualized the response of ferroelectric nanodomains to the applied electrical voltage, where the ferroelectric nanodomains are characteristic structure in PMN-PT. On the basis of results obtained in this research project, we have proposed that response of ferroelectric nanodomains plays very important role in the generation of very high piezoelectricity of this material.

压电材料在施加电压时会发生很大的变形，因此被广泛应用于各种实际应用中。特别地，PMN-PT（代表性压电材料）表现出非常高的压电性。为了研究PMN-PT的高压电性，我们采用透射电子显微镜（TEM）和原子分辨扫描电镜（SEM）对PMN-PT的高压电性进行了原位观察，首次观察到了PMN-PT中铁电纳米畴对外加电压的响应，其中铁电纳米畴是PMN-PT的特征结构。在此研究项目中所获得的结果的基础上，我们提出了铁电纳米畴的响应在这种材料的非常高的压电性的产生中起着非常重要的作用。

项目成果

その場透過型電子顕微鏡法による圧電単結晶中ナノドメインの分極反転直接観察

使用原位透射电子显微镜直接观察压电单晶中纳米域的极化反转

• 发表时间: 2012
• 期刊: セラミックス
• 作者: 籠宮功;神保圭吾;柿本健一;中山将伸;Olivier Masson;佐藤幸生，平山司，幾原雄一
• 通讯作者: 佐藤幸生，平山司，幾原雄一

電子セラミックスにおける微細構造と物性の相関に関する研究

电子陶瓷微观结构与物理性能相关性研究

• 发表时间: 2013
• 作者: I. Kagomiya;Y. Shimono and K. Kakimoto;佐藤幸生
• 通讯作者: 佐藤幸生

Structural analysis of Ti-rich dislocation in SrTiO3 low-angle grain boundary

SrTiO3小角晶界富钛位错结构分析

• 发表时间: 2013
• 作者: K. Takehara;Y. Sato;T. Tohei;N. Shibata;Y. Ikuhara
• 通讯作者: Y. Ikuhara

Structural variation of Pr(Praseodymium) doped ZnO [0001] tilt grain boundaries

Pr(镨)掺杂ZnO [0001]倾斜晶界的结构变化

• 发表时间: 2013
• 作者: J. -Y. Roh;Y. Sato;and Y. Ikuhara
• 通讯作者: and Y. Ikuhara

Atomistic structure and segregation behavior in secondary structure and facet of Pr-doped ZnO Σ13 27.8° [0001] tilt grain boundary

Pr掺杂ZnO Σ13 27.8° [0001]倾斜晶界的原子结构及二级结构和晶面偏析行为

• 发表时间: 2014
• 期刊: Journal of the Ceramic Society of Japan
• 影响因子: 1.1
• 作者: J. -Y. Roh;Y. Sato;and Y. Ikuhara
• 通讯作者: and Y. Ikuhara