ブックタイトル日本結晶学会誌Vol55No5

概要

日本結晶学会誌Vol55No5

BiCo 1?xFe xO 3の分極回転現象図5室温におけるMPB領域（x＝0.60～0.72）でのBiCo 1?xFe xO 3の粉末X線回折パターン（Cu Kα）.（XRD patterns for BiCo 1?xFe xO 3（x＝0.60～0.72）collected at room temperature with Cu Kαradiation.）指数の添え字T, M, Rはそれぞれ正方晶,単斜晶,菱面体晶の反射であることを示している.図7BiCo 0.30Fe 0.70O 3の室温放射光X線回折パターン（λ＝0.42290 A）とリートベルト解析結果.（SynchrotronXRD pattern of BiCo 0.30Fe 0.70CoO 3 at room temperatureand the result of Rietveld fit.）実測値（ドット）,計算値（実線）,差分曲線（下側実線）.ティックマークは上から単斜晶相,菱面体晶相の反射を示している.インセットは単斜晶相の結晶構造の図.点線は単斜晶の単位格子,実線は擬立方晶の単位格子.表1単斜晶BiCo 0.30Fe 0.70O 3（Z＝2）の精密化した室温での構造パラメーター.空間群Cm（No. 8）.（Refinedcrystallographic parameters for the monoclinicBiCo 0.30Fe 0.70O 3（Z＝2）at room temperature. Spacegroup is Cm（No. 8）.）AtomBi1Co1Fe1O1Site2a2a2a2ag10.300.701x00.538（1）0.5380.557（4）z00.426（1）0.4260.810（3）B/A 21.00（4）0.40（10）0.401O2 4b 1 0.293（3）0.244（3）0.289（2）1a＝5.3059（2）A, b＝5.3000（2）A, c＝4.7080（2）A,β＝91.364（3）°,V＝132.36（1）A 3 , R WP＝7.41％, R I＝2.99％.y0000図6室温におけるMPB領域（x＝0.60～0.73）での単斜晶相格子定数の組成変化.（The compositiondependence of the lattice parameters of monoclinicBiCo 1?xFe xO 3（x＝0.60～0.73）.）次的である.その理由として,単斜晶相に対して菱面体晶相の体積は9％も小さいため,連続的には構造変化できないことが考えられる.この振る舞いは,連続的に正方晶,単斜晶,菱面体晶への構造変化が起こるとされるPZTとは異なる. PZTとのもう1つの違いは,菱面体晶相がR3cの空間群をもつことである.この構造はPZTの低温菱面体晶相と同じである.3.3 BiCo 1?xFe xO 3単斜晶相の分極回転3.3.1組成による分極回転単斜晶相中の分極回転を調べるには,分極の大きさと方向を見積もる必要がある. BiCo 1?xFe xO 3の分極はイオン変位によるものであるので,結晶構造を精密化すれば計算す日本結晶学会誌第55巻第5号（2013）ることが可能である.そこで, PZTの単斜晶相（空間群：Cm）と同じ構造モデルを使用して,放射光X線回折パターンをRIETAN-2000 27)プログラムを用いてリートベルト解析し,構造パラメーターの精密化を行った. x＝0.63の組成は単斜晶Cm相のみを, x＝0.70, 0.72の試料の解析は単斜晶Cm相と菱面体晶R3c相の二相の存在を仮定して行った. BiCo 1?xFe xO 3の単斜晶相と菱面体晶相の体積は大きく異なっており,回折パターンが重ならないため, PZTとは違い,信頼性の高い単斜晶相の構造パラメーターが得られる. x＝0.63, 0.70, 0.72それぞれの組成について,R WP＝6.18％, 7.41％, 7.97％と良好な解析結果が得られた. x＝0.70の解析結果および精密化した構造パラメーターを図7と表1にまとめる.精密化した構造パラメーターから,点電荷モデルを用いて分極の計算を行った.点電荷モデルとは,イオンを価数に対応した電荷をもつ点と仮定して,対称位置からの変位量と電荷を掛け合わせて分極281