強誘電体・強弾性体BNN及びBNNTにおける不整合構造に関する研究

铁电和铁弹性材料BNN和BNNT失配结构的研究

基本信息

批准号：
06740248
负责人：
森茂生
金额：
$ 0.58万
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

项目摘要

本研究ではBa_2NaNb_5O_<15>(BSN)及びBSNのNbサイトをTaに置換することによって得られるBa_2NaNb_<5x>Ta_<5(1-x)>O_<15>(BNNT)の不整合構造と正方晶-不整合相転移に関して透過型電子顕微鏡を用いて実験を行い、さらに、不整合構造の特徴についてGinzburg-Landau理論を用いて理論的に解析を行った。従来の研究により、BSNは573Kにおいて正方晶(空間群:14mm)から不整合相へ相転移を起こすことが明らかになっているが、相転移に伴う微視的構造の変化に関しては十分に理解されていない。そこで、相転移に伴う微視的構造に関する知見を得るために、透過型電子顕微鏡を用いて相転移のその場観察を行った。その結果、573Kにおける正方晶-不整合相転移過程は次のような微視的構造の変化を伴って進行することが明らかになった。まず、転移点直下では、約20nmの大きさをもつ2つの[100]方向にのみに変調波が存在する1q状態から成る分域構造が形成される。この分域構造は平均構造としては[100][010]に変調波を持つ2q状態とみなせることが理解された。温度の低下に伴い、このミクロ分域は成長し板状の分域に変化する。さらに温度を低下させると約503Kにおいて分域構造は大きな変化を示し、約1μmの大きさから成る強弾性分域が形成される。また、このような分域構造の変化は温度の昇温及び降温過程において可逆的に起こるが見いだされた。一方、不整合構造の特徴をGinzburg-Landau理論を用いて解析した結果、BSNは約500Kで不整合-整合相転移を起こすことが予測できた。つまり、503Kにおける分域構造の変化は、不整合-整合相転移に伴う並進対称性の破れによるものであることが示唆された。

在本研究中，我们研究了通过用Ta取代BSN的Nb位点而获得的Ba_2NaNb_5O_<15>(BSN)和Ba_2NaNb_<5x>Ta_<5(1-x)>O_<15>(BNN)。我们利用透射电子显微镜对T)的失配结构和四方失配相变进行了实验，并利用Ginzburg-Landau理论进一步从理论上分析了失配结构的特征。先前的研究表明，BSN 在 573K 时经历了从四方相（空间群：14 mm）到不相容相的相变，但伴随相变的微观结构的变化尚未完全了解。因此，为了获得与相变相关的微观结构的知识，我们使用透射电子显微镜对相变进行了原位观察。结果表明，573K 时的四方不一致相变过程伴随着微观结构的以下变化。首先，在转变点正下方，形成由1q状态组成的域结构，其中调制波仅存在于两个[100]方向上，尺寸约为20nm。可以理解，该畴结构可以被视为以[100][010]处的调制波作为平均结构的2q状态。随着温度降低，该微域生长并转变为板状域。当温度进一步降低时，磁畴结构在503 K左右出现较大变化，形成尺寸约1 μm的铁弹磁畴。此外，还发现这种磁畴结构的变化在温度上升和下降过程中可逆地发生。另一方面，利用Ginzburg-Landau理论分析失配结构的特征，预测BSN将在500K左右发生失配一致性相变。换句话说，有人认为503K时磁畴结构的变化是由于伴随失配一致相变的平移对称性的破坏所致。