強誘電・強弾性逐次相転移における巨大粒度効果の機構解明とその制御および利用

铁电/铁弹性连续相变巨晶粒尺寸效应机理、控制与利用

基本信息

批准号：
18K04694
负责人：
川路均
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、いくつかの強誘電体結晶において見られた通常では考えられないほどの大きなサイズを境に相転移が出現/消失する「巨大粒度効果」の機構を明らかにすることを目的としている。現在、CsZnPO4、CsCoPO4、RbZnPO4、RbCoPO4などの化学的に高純度でかつ欠陥などの物理的純度の高い単結晶試料をフラックス法により合成し、研究を進めている。得られた試料については、粉末X線回折実験を行い、単相の高品質な試料が得られたことを確認し、1 mm3程度以上のサイズの単結晶および粉末試料について、その相転移挙動を示差走査熱量計によって調べている。Zn塩、Co塩については、CsZnPO4を除く試料でI-II相転移、II-III相転移に加えて、巨大サイズ効果を示すIII-IV相転移についても、サイズの大きい単結晶では観測される一方、粉末試料でIII-IV相転移は観測されず、巨大粒度効果が確認できている。他方、CsZnPO4については、過去の研究において観測されたIII-IV相転移が単結晶においてすら観測されず、大きな単結晶試料について、高温でのアニールあるいは相転移温度以下の低温でのアニール、相転移系列の多数回の経験などにより相転移を出現させるべく様々な検討を行なっているが、現時点でもこの相転移の出現に至っていない。光学顕微鏡観察を行ったところ、この単結晶試料では強弾性ドメインが観測されなかったことから、強弾性ドメイン構造の存在が巨大粒度効果に大きな影響を与えていることを示唆してる。現在、巨大粒度効果が確認できたCsCoPO4、RbZnPO4およびRbCoPO4について、強弾性ドメイン密度を減らす方向で、高温で応力を印加したまま冷却してI-II相転移およびII-III相転移を経験させることにより、ドメイン構造を制御を行う実験を進めている。

这项研究旨在阐明“巨型晶粒尺寸效应”的机制，在某些铁电晶体中，相位在边界上出现/去除相变的机制。目前，使用通量方法，通过合成化学高纯度的单个晶体样品（例如CSZNPO4，CSCOPO4，RBZNPO4和RBCOPO4），使用通量方法进行了研究，该研究是通过化学高度纯度的化学高纯度（例如缺陷）进行的。通过粉末X射线衍射实验进行了所获得的样品，以确认获得了高质量的单相样品，并使用差分扫描量热仪检查了大约1 mm3或更多的单晶和粉末样品的相变行为。关于Zn和Co盐，除了不包括CSZNPO4的样品中的I-II和II-III相变外，在具有较大尺寸的单个晶体中也观察到具有巨大尺寸效应的IIII-IV相变，而III-IV相位却没有在粉末样品中观察到III-IV相变，并且确认了巨大的粒子尺寸效果。另一方面，关于CSZNPO4，在单个晶体中尚未观察到IIII-IV相位过渡，并且已经进行了各种研究，以使相变的高温下或低温下低于相变温度的低温体验，但没有使相过渡过渡的经历，以使相变出来。通过光学显微镜观察表明，在该单晶体样品中未观察到铁弹性结构域，这表明铁弹性结构域结构的存在对巨大的晶粒尺寸效应具有重大影响。目前，正在进行实验，以控制CSCOPO4，RBZNPO4和RBCOPO4的结构域结构，可以通过在高温下在高温应力下冷却铁弹性结构域密度，同时体验I-II和II-II和II-III II II II相变。