Aサイトcolumnar秩序型ペロブスカイト型化合物における極性構造の制御

A位柱状有序钙钛矿化合物极性结构的控制

基本信息

批准号：
21J12469
负责人：
福田真幸
金额：
$ 0.96万
依托单位：
National Institute for Materials Science (2022)Tokyo Institute of Technology (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12469/
关键词：
非鉛材料強誘電体ペロブスカイト酸化物高圧合成

项目摘要

最終年度は、次の5つの研究を進めた。(1) 非鉛極性物質候補として前年度までに合成したAサイトcolumnar秩序型ペロブスカイトCaZV2O6の結晶構造・電子構造について、実験的・計算的に調査した。(2) 新しい強誘電性発現機構を示すCaMnTi2O6について、電子ドープを行うことで新規極性金属の合成を試みた。(3) 非鉛系極性物質候補として前年度より合成に挑戦していたCaMnV2O6について、合成条件の工夫を試みた。(4) Nb系ペロブスカイト強誘電体CuNbO3について、圧力誘起相転移を実験的・計算的に調査した。(5) 過去に合成のみが報告されていたNb系ペロブスカイト強誘電体RbNbO3について、結晶構造・高温相転移を実験的に調査した。(2), (3)については様々に挑戦したものの目的の物質を得ることが出来なかった。(1), (4), (5)については、下記の結果をそれぞれを論文として報告した。(1) CaZnV2O6が期待していた極性反強磁性絶縁体ではなく、非極性常磁性金属であることを明らかにした。一方、反強磁性転移の近傍にある可能性を示し、ドープ等による相転移を期待している。(4) CuNbO3が35 GPaまで相転移しないことを明らかにした。他の類似結晶構造物質が20 GPa以下で相転移を示すことを踏まえると異例である。CuNbO3の相転移圧力が高い原因がCu-O間の共有結合性にあることを明らかにし、圧力誘起相転移における結合性の重要性を示した。(5) RbNbO3が非鉛圧電体として最も研究されているKNbO3と同じ極性構造をとることを明らかにした。さらに、KNbO3よりも大きい自発分極をRbNbO3が示すことを明らかにした。(1), (4)の結果はInorg. Chem.、(5)の結果はJ. Ceram. Soc. Jpn.に掲載された。

在最后一年，我们开展了以下五个研究项目。 (1)我们通过实验和计算研究了前一年合成的A位柱状有序钙钛矿CaZV2O6的晶体结构和电子结构，作为非铅极性材料的候选材料。 (2)我们尝试通过电子掺杂CaMnTi2O6合成一种新的极性金属，它表现出新的铁电机制。 (3)我们尝试改进CaMnV2O6的合成条件，该材料是我们从前一年开始尝试合成的作为无铅极性物质候选材料的CaMnV2O6。 (4)对铌基钙钛矿铁电CuNbO3的压力诱导相变进行了实验和计算研究。 (5)我们通过实验研究了铌基钙钛矿铁电体RbNbO3的晶体结构和高温相变，此前仅报道了该材料的合成。关于(2)和(3)，尽管进行了各种尝试，但未能获得所需的物质。关于(1)、(4)和(5)，以下结果在单独的论文中报告。 (1)发现CaZnV2O6并非如预期的极性反铁磁绝缘体，而是非极性顺磁金属。另一方面，它显示了反铁磁转变附近发生相变的可能性，我们预计由于掺杂等原因会发生相变。 (4) 结果表明，CuNbO3 在高达 35 GPa 的压力下不会发生相变。考虑到具有类似晶体结构的其他材料表现出低于 20 GPa 的相变，这是不寻常的。结果表明，CuNbO3相变压力高的原因是Cu-O之间的共价键合，并论证了键合在压力诱导相变中的重要性。 (5)研究发现RbNbO3具有与KNbO3相同的极性结构，KNbO3是研究最多的无铅压电材料。此外，还发现RbNbO3 表现出比KNbO3 更大的自发极化。 (1)和(4)的结果发表在Inorg.，并且(5)的结果发表在J. Ceram Jpn。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Synthesis and unusual crystal structures of novel perovskite niobates

新型钙钛矿铌酸盐的合成和异常晶体结构

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masayuki Fukuda
通讯作者：
Masayuki Fukuda

Suppression of Pressure-Induced Phase Transitions in a Monoclinically Distorted LiNbO3 Type CuNbO3 by Preference for a CuO3 Triangular Coordination Environment

通过优先选择 CuO3 三角配位环境抑制单斜变形 LiNbO3 型 CuNbO3 中的压力诱导相变

DOI：
10.1021/acs.inorgchem.2c01766
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
4.6
作者：
Fukuda Masayuki;Murata Hidenobu;Nishikubo Takumi;Liu Qiumin;Lee Koomok;Koike Takehiro;Takahashi Yuma;Kawaguchi Saori I.;Hirao Naohisa;Funakubo Hiroshi;Azuma Masaki
通讯作者：
Azuma Masaki

非鉛Aカチオン-酸素共有結合を有するペロブスカイト強誘電体の構造物性

非铅A阳离子-氧共价键钙钛矿铁电体的结构特性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
福田真幸
通讯作者：
福田真幸

Suppression of Pressure-Induced Phase Transitions in a Monoclinically Distorted LiNbO3 Type CuNbO3 by Preference for a CuO3 Triangular Coordination Environment

通过优先选择 CuO3 三角配位环境抑制单斜变形 LiNbO3 型 CuNbO3 中的压力诱导相变

DOI：
10.1021/acs.inorgchem.2c01766
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
4.6
作者：
Fukuda Masayuki;Murata Hidenobu;Nishikubo Takumi;Liu Qiumin;Lee Koomok;Koike Takehiro;Takahashi Yuma;Kawaguchi Saori I.;Hirao Naohisa;Funakubo Hiroshi;Azuma Masaki
通讯作者：
Azuma Masaki

Change in Spontaneous Polarization of Order-disorder Ferroelectrics Induced by V4+

V4 引起的有序无序铁电体自发极化的变化