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の分極回転現象重要な研究成果である.このような単斜晶Cm相はほかのビスマスを含むペロブスカイト酸化物でも見つかっている.BiGaO 3は常圧ではパイロキシン構造をもつが, 3.2 GPaの高圧下で単斜晶Cm相が現れる. 28)さらにBiGaO 3のGaをほかの金属元素で一部置換したBiAl 0.75Ga 0.25O 29) 3やBiGa 0.4Fe 0.6O 3, BiGa 0.7Mn 0.3O 30) 3が単斜晶Cm構造をもつことが報告されている.巨大圧電特性の実証を目指し,BiCo 1?xFe xO 3の薄膜作製が,化学蒸着（CVD）法, 31),32)化学溶液堆積（CSD）法, 33),34)パルスレーザー堆積（PLD）法35)によって行われている.合成の簡便なCSD法によってLaAlO 3基板上に作製された薄膜では, x＝0.90の組成で,d 33＝100 pm/Vに達する高い圧電特性が報告されている.本研究で見出した,単斜晶中での分極回転による高い圧電応答,という物質設計指針をもって,現行の鉛酸化物を代替しうる性能をもつ非鉛圧材料の開発を目指していきたい.謝辞本研究は,京都大学化学研究所島川祐一教授との共同研究である.また,最先端・次世代研究開発支援プログラム「ビスマスの特性を活かした環境調和機能性酸化物の開発」, 6大学連携特異構造金属・無機融合高機能材料開発共同研究プロジェクト,村田学術振興財団,学術創世研究「物質新機能開発戦略としての精密固体化学」,科学研究費補助金・基盤研究A「ビスマスの特性を活かした機能性材料の開発」,基盤研究B「s電子を利用した特異な磁性・電気伝導・誘電現象の探索」,特定領域「フラストレーションが創る新しい物性」の支援を受けて行った.ここに感謝の意を表します.文献1）B. Jaffe, W. R. Cook and H. Jaffe: Piezoelectric ceramics, AcademicPress, New York 148 (1971).2）B. Noheda, D. E. Cox, G. Shirane, J. A. Gonzalo, L. E. Crossand S. E. Park: Appl. Phys. Lett. 74, 2059 (1999).3）B. Noheda, J. A. Gonzalo, L. E. Cross, R. Guo, S. E. Park, D.E. Cox and G. Shirane: Phys. Rev. B 61, 8687 (2000).4）L. Bellaiche, A. Garcia and D. Vanderbilt: Phys. Rev. Lett. 84,5427 (2000).5）D. Vanderbilt and M. H. Cohen: Phys. Rev. B 63, 094108 (2001).6）K. Oka, T. Koyama, T. Ozaaki, S. Mori, Y. Shimakawa and M.Azuma: Angew. Chem. Int. Ed. 51, 7977 (2012).7）A. Singh and D. Pandey: Phys. Rev. B 67, 064102 (2003).8）B. Noheda, D. E. Cox, G. Shirane, S. E. Park, L. E. Cross andZ. Zhong: Phys. Rev. Lett. 86, 3891 (2001).9）M. Ahart, M. Somayazulu, R. E. Cohen, P. Ganesh, P. Dera, H. K. Mao,R. J. Hemley, Y. Ren, P. Liermann and Z. Wu: Nature 451, 545 (2008).10）Y. M. Jin, Y. U. Wang, A. G. Khachaturyan, J. F. Li and D.Viehland: Phys. Rev. Lett. 91, 4 (2003).11）A. M. Glazer, K. Z. Baba-Kishi, G. K. H. Pang and C. W. Tai:Phys. Rev. B 70, 184123 (2004).12）K. A. Schonau, L. A. Schmitt, M. Knapp, H. Fuess, R. A. Eichel,H. Kungl and M. J. Hoffmann: Phys. Rev. B 75, 184117 (2007).日本結晶学会誌第55巻第5号（2013）13）T. Asada and Y. Koyama: Phys. Rev. B 75, 214111 (2007).14）Ragini, S. Mishra, D. Pandey, H. Lemmens and G. Tendeloo: Phys.Rev. B 64, 054101 (2001).15）D. M. Hatch, H. T. Stokes, R. Ranjan, Ragini, S. K. Mishra, D.Pandey and B. J. Kennedy: Phys. Rev. B 65, 212101 (2002).16）D. E. Cox, B. Noheda and G. Shirane: Phys. Rev. B 71, 134110 (2005).17）J. Frantti, S. Ivanov, S. Eriksson, H. Rundlof, V. Lantto, J.Lappalainen and M. Kakihana: Phys. Rev. B 66, 064108 (2002).18）Ragini, R. Ranjan, S. K. Mishra and D. Pandey: J. Appl. Phys.92, 3266 (2002).19）N. Zhang, H. Yokota, A. M. Glazer and P. A. Thomas: Acta Cryst.B 67, 386 (2011).20）N. Zhang, H. Yokota, A. M. Glazer and P. A. Thomas: Acta Cryst.B 67, 461 (2011).21）横田紘子：日本結晶学会誌54, 332 (2012).22）A. A. Belik, S. Iikubo, K. Kodama, N. Igawa, S. Shamoto, S.Niitaka, M. Azuma, Y. Shimakawa, M. Takano, F. Izumi and E.Takayama-Muromachi: Chem. Mater. 18, 798 (2006).23）K. Oka, I. Yamada, M. Azuma, S. Takeshita, K. H. Satoh, A. Koda, R.Kadono, M. Takano and Y. Shimakawa: Inorg. Chem. 47, 7355 (2008).24）K. Oka, M. Azuma, W. Chen, H. Yusa, A. Belik, E. Takayama-Muromachi,M. Mizumaki, N. Ishimatsu, N. Hiraoka, M. Tsujimoto, M. Tucker,J. Attfield and Y. Shimakawa: J. Am. Chem. Soc. 132, 9438 (2010).25）J. Wang, J. B. Neaton, H. Zheng, V. Nagarajan, S. B. Ogale, B. Liu, D.Viehland, V. Vaithyanathan, D. G. Schlom, U. V. Waghmare, N. A. Spaldin,K. M. Rabe, M. Wuttig and R. Ramesh: Science 299, 1719 (2003).26）M. Azuma, S. Niitaka, N. Hayashi, K. Oka, M. Takano, H. Funakuboand Y. Shimakawa: Jpn. J. Appl. Phys. 47, 7579 (2008).27）F. Izumi and T. Ikeda: Mater. Sci. Forum 321-3, 198 (2000).28）H. Yusa, A. A. Belik, E. Takayama-Muromachi, N. Hirao andY. Ohishi: Phys. Rev. B 80, 214103 (2009).29）A. A. Belik, T. Wuernisha, T. Kamiyama, K. Mori, M. Maie, T. Nagai, Y.Matsui and E. Takayama-Muromachi: Chem. Mater. 18, 133 (2006).30）A. A. Belik, D. A. Rusakov, T. Furubayashi and E. Takayama-Muromachi: Chem. Mater. 24, 3056 (2012).31）S. Yasui, K. Nishida, H. Naganuma, S. Okamura, T. Iijima andH. Funakubo: Jpn. J. Appl. Phys. 46, 6948 (2007).32）S. Yasui, O. Sakata, M. Nakajima, S. Utsugi, K. Yazawa, T. Yamadaand H. Funakubo: Jpn. J. Appl. Phys 48, 09KD06 (2009).33）Y. Nakamura, M. Kawai, M. Azuma and Y. Shimakawa: Jpn. J.Appl. Phys. 49, 051501 (2010).34）Y. Nakamura, M. Kawai, M. Azuma, M. Kubota, M. Shimada,T. Aiba and Y. Shimakawa: Jpn. J. Appl. Phys. 50, 09NE08 (2011).35）H. Hojo, K. Onuma, Y. Ikuhara and M. Azuma: Jpn. J. Appl. Phys.52, 09KD09 (2013).プロフィール岡研吾Kengo OKA東京工業大学応用セラミックス研究所Materials and Structures Laboratory, Tokyo Instituteof Technology〒226-8503神奈川県横浜市緑区長津田町42594259 Nagatsuta, Midori-ku, Yokohama, 226-8503 Japane-mail: koka@msl.titech.ac.jp最終学歴：京都大学大学院博士課程専門分野：固体化学現在の研究テーマ：機能性酸化物の高圧合成趣味：週末にふらっとライブハウスに遊びに行くこと283