ナノサイズ強誘電体におけるサイズ効果と新規量子物性

纳米铁电体的尺寸效应和新量子特性

基本信息

批准号：
04F04146
负责人：
伊藤満
金额：
$ 1.54万
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

1)ペロブスカイト関連チタン酸塩の強誘電性と構造的不安定化(a)平衡体積(b)^<18>O置換(c)A-サイトの同位体置換(d)A-サイトの固溶体化(e)静水効果について第1原理分子動力学プログラムSIBSTAを用いて検討した.強誘電活性なB-サイトイオン,A-サイトイオンの電子分極率,そして換算質量が果たす役割を明確にした.この計算結果から新しい高温磁気-電気効果をもつマルチフェロイックを設計する指針を得ることができた.さらに重要な結果は,ナノ構造をもつ強誘電体の粒子サイズ効果を理解することができたことにある.2)マルチフェロイックスの探索a)Aurivillius構造系BiFeO_3,LaFeO_3,LaCrO_3-Bi_4Ti_3O_<12>,Bi_5Fe_2Ti_2O_<15>,Bi_3FeTiO_9,Bi_<3.15>Gd_<0.85>Ti_3O_<12>系の固溶体を作製してそれらの磁性と誘電性を調べた。これらは常磁性あるいはスピングラスであり,これまでの報告が誤りであることを確かめた.b)Sillenite構造系Bi-Cr-O,Bi-Fe-Cr-O系単結晶を合成した.前者は常磁性であり,後者はT_g〓20K,θ=220Kの常磁性体であることを確かめた.c)ペロブスカイト構造系Bi_2FeCrO_6ベースの固溶体を作製した.d^3-d^5超交換相互作用により,この系はT_N>400Kのフェリ磁性体であることを確かめた.またT_Nは組成とともに連続的に変化した構造と誘電測定から,この系では強誘電性が発現する可能性を示す徴候を確認した.しかしM-E効果については今のところ不明である.この系の今後の課題は,若干存在する電子伝導性の低減であり,作製プロセスも含めた手法の改良が必要とされる.

1) 钙钛矿相关钛酸盐的铁电性和结构失稳 (a) 平衡体积 (b) ^<18>O 取代 (c) A 位的同位素取代 (d) A 位的固溶体形成 (e) 首先流体静力效应-分子动力学程序SIBS原理利用TA，我们阐明了铁电活性B位离子和A位离子的电子极化率以及还原质量所起的作用。从这些计算结果中，我们发现一种具有高温磁电效应的新型多铁磁体获取设计 Loic 的指导更重要的结果是我们能够了解纳米结构铁电体的粒径效应。2）多铁性材料的探索a）Aurivilius结构体系BiFeO_3，LaFeO_3，LaC制备了rO_3-Bi_4Ti_3O_<12>、Bi_5Fe_2Ti_2O_<15>、Bi_3FeTiO_9、Bi_<3.15>Gd_<0.85>Ti_3O_<12>固溶体并研究了它们的磁性能和介电性能。这些是顺磁性或自旋玻璃，我们证实了之前的报道是不正确的。b)我们合成了具有硅锰矿结构的Bi-Cr-O和Bi-Fe-Cr-O单晶。为顺磁性，后者被确认为顺磁性材料，T_g〓20K，θ=220K。c)制备了基于钙钛矿结构Bi_2FeCrO_6的固溶体。d^3-d^5 supercross由于交换相互作用，我们确认该系统是T_N>400K的亚铁磁材料，并且从随成分和介电测量而不断变化的T_N结构中，我们发现该系统可能表现出铁电性，但M-E效应是。目前未知。该系统未来的挑战是降低现有的电子电导率，这需要改进包括制造工艺在内的方法。