Pb含有複酸化物ペロブスカイト相の安定化機構

含Pb双氧化物钙钛矿相的稳定机理

• 批准号: 06750689
• 负责人: 脇谷 尚樹
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750689/
• 关键词: ペロブスカイト; パイロクロア; 熱安定性; 結晶構造; 結晶化学

Pbを含む緩和型誘電体化合物は比較的低温で合成でき、高い誘電率を持っていることから現在広く研究、開発が進められている。しかしながらこれらの化合物は合成時および熱分解時に誘電率の低いパイロクロア型化合物が生成しやすいという問題がある。この理由はしかしながらほとんど明らかにされていない。本研究ではPb含有複合ペロブスカイト相の安定性を支配する因子を明らかにし、新しい強誘電体であるリラクサ-材料のペロブスカイト-パイロクロア相の相変化に対する新しい考え方を構築することを目的とした。リラクサ-材料として比較的合成が容易であるPb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3(PMN)および通常のセラミックス合成プロセスでは全く合成ができないが、PbOのフラックス中では単結晶として育成が可能なPb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3(PZN)のそれぞれについて単結晶を育成し、Pbの揮発を押さえた環境で高温における熱安定性を調べた。その結果PZNは単結晶育成温度と同じ温度で分解した。この理由について本研究ではオストワルドの段階則がこの系に成立しているのではないかと考察した。一方PZNはAサイトまたはBサイトの一部を他の元素で置換することによっても安定化されるが、その理由についてはPb^<2+>における孤立電子対の立体障害効果の減少を結晶学的に検討することによって説明することに成功した。さらに本研究では一般式A(B´B〃)O_3を持つペロブスカイト型化合物に対して、Bサイトを構成している個々のB´およびB〃イオンについて"部分静電ポテンシャル"という概念を導入してその安定性を検討し、PZNに代表されるようなペロブスカイト相が安定に生成しない化合物すべてに適用可能な規則を確立するのに成功した。

含Pb的弛豫型介电化合物可以在相对较低的温度下合成，并且具有较高的介电常数，因此目前正在被广泛研究和开发。然而，这些化合物的问题在于，在合成和热分解过程中可能会产生具有低介电常数的烧绿石型化合物。然而，其原因仍然很大程度上未知。本研究的目的是阐明控制含铅复合钙钛矿相稳定性的因素，并提出一种新的思考新型铁电弛豫材料的钙钛矿-烧绿石相相变的新方法。弛豫剂-Pb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3(PMN)，其作为材料相对容易合成，以及PbO助熔剂，其使用普通陶瓷合成工艺根本无法合成。 Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3(PZN)单晶可作为单晶生长，在浴中生长，在抑制环境的高温下具有热稳定性。我研究了铅的挥发。结果，PZN在与单晶生长温度相同的温度下分解。至于其原因，在本研究中我们认为奥斯特瓦尔德阶跃定律在该系统中可能成立。另一方面，PZN也可以通过用其他元素取代部分A位或B位来稳定，但其原因可以通过晶体学来解释，这表明Pb^< 2+> 我能够通过详细考虑来解释这一点。此外，在本研究中，我们引入了构成通式 A(B´B´)O_3 的钙钛矿化合物 B 位的单个 B' 和 B´ 离子的“部分静电势”概念，并研究了其稳定性。并成功建立了适用于所有不能稳定形成钙钛矿相的化合物（例如 PZN）的规则。