希土類元素で修飾したジルコン酸チタン酸鉛(PZT)セラミックスと薄膜の合成と評価

稀土元素改性锆钛酸铅（PZT）陶瓷及薄膜的合成与评价

基本信息

批准号：
01F00738
负责人：
垣花眞人
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)は強誘電性を示し、優れた不揮発性メモリー材料として広く産業界で使われており、特性の向上を目指した研究が数多く存在する。しかしながら、古典的材料とも言えるPZTの相変化やPZTにおける強誘電性発現の背景となる物理やPZTの特性を支配するパラメーターが明確になっているわけではない。そこで本研究では、希土類元素で修飾した様々な組成のPZTセラミックスと薄膜を合成し、ラマン散乱及び中性子回折を主たる評価手段としてPZT材料の結晶構造(特に酸素原子の原子座標と各サイトにおける占有率)、格子力学および幅広い温度範囲(4K〜900K)での相転移挙動を明らかにし、強誘電性発現の本質となる物理的性質を明らかにすることを目的とした。更に物性研究に相応しい高純度なPZT型粉末を作製する手法も併せて開発した。得られた研究成果は以下の通りである。(1)ペルオキソオキシダント法による高純度PZT粉末の合成金属チタン粉末を過酸化水素水のアンモニァ水溶液で処理することにより得られるペルオキソチタン酸、ジルコニウムのペルオキソ錯体および水酸化鉛錯体の3種の溶液を混合することにより生成する沈殿は有機物やハロゲンフリーのPZT前駆体として利用できる化合物沈殿であることが判明した。この沈殿を500-700℃で熱処理することにより組成が高度に制御されたPZT粉末が得られることが明らかになった。(2)高分解能中性子回折によるPZTセラミック粉末の構造解析Pb(ZrxTi_<1-x>)O_3(x=0.2,0.52,0.53,0.54)サンプルの4K〜900Kの温度範囲での高分解能中性子回折を実施した。相境界付近での2相共存とマイクロストレインの寄与に特に着目した。相境界付近(X=0.52-0.54)のサンプルは高温を除いて2つの異なる相対称を内包することが明らかになった。

铅锆钛酸铅（PZT）具有铁电特性，并在行业中广泛用作出色的非挥发性记忆材料，并且有许多旨在改善其特性的研究。但是，尚不清楚尚不清楚pzts相位变化的背景的物理和PZT特性的参数，可以认为是经典材料，而PZT中的铁电表达则尚不清楚。因此，在这项研究中，我们合成了用稀土元素修饰的各种组合物的PZT陶瓷和薄膜，旨在阐明PZT材料的晶体结构（尤其是氧原子的原子坐标和每个地点的占用速率的原子坐标，每个地点的占用率），晶格机制，质量机制的属性范围（4k--900 k），以及对4k-9k-900的特性（4k--900 k），并阐明。表达。此外，我们还开发了一种生产适合物理性质研究的高纯度PZT型粉末的方法。所获得的研究结果如下：（1）通过过氧氧化方法合成高纯度PZT粉末，通过将三种溶液混合过氧乙酸溶液，过氧二氧化锆复合物和铅羟基复合物混合，并通过将氨基钛粉与氧化物溶液溶解氧化物溶液中获得的氧化物溶液（可用于氧化物）的溶液中获得，从而使氧化氢的溶液可用于氧化氢剂量，从而使氧化氢均具有氧化物的氧化物，从而使氧化氢溶液具有氧化物的氧化物，并具有氧化物的氧化物氧化物的氧化物，并具有氧化物的氧化物。或无卤素PZT前体。已经揭示了该沉淀物在500-700°C下的热处理给出了具有高度控制成分的PZT粉末。（2）通过高分辨率中子衍射高分辨率的PB（ZRXTI_ <1-x>）O_3（X = 0.2,52,0.53,0.54）样品对PB（ZRXTI_ <1-x>）的高分辨率中子衍射对PZT陶瓷粉末进行的结构分析。我们特别关注相边界附近两个阶段的共存以及微脑的贡献。发现相位边界附近的样品（x = 0.52-0.54）包含两个不同的对称性，排除了高温。