組成傾斜強誘電体単結晶の構造と誘電特性

成分梯度铁电单晶的结构和介电性能

基本信息

批准号：
10123202
负责人：
山根久典
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

強誘電体はキュリー温度付近で誘電率の極大をもつことが知られており、その際に得られる大きな誘電率を利用してセラミックスコンデンサーが作製されている。ペロブスカイト型結晶構造を有する酸化物強誘電体のうち、連続固溶体を形成し組成により連続的にキュリー温度が変化する物質系であるタンタル酸カリウム-ニオブ酸カリウム系について、融液の非平衡冷却法により、均一材料では得難い広温度領域で高誘電率を示す結晶の合成を行った。この結晶では中心部がTa成分に富み、周辺部に向かうにつれて徐々にタンタルが減少しニオブが増加する組成傾斜を有するが、結晶内には融液組成により立方晶相-正方晶相または正方晶相-斜方晶相の2相もしくは、立方晶相-正方晶相-斜方晶相の3相の累帯構造が生じることが明らかになった。高温顕微鏡による組織観察を行ったところ、室温では結晶内部まで正方晶相に相転移していたが、366Kでは中心部に光学的に等方体でレーザー光が透過する立方晶相が見られた。正方晶相と立方晶相の相境界は、温度の増加とともに連続的に結晶内を外側に向かって移動した。x=0.4の融液から得られた結晶について室温における走査非線形誘電率顕微鏡による結晶内の誘電率評価を行ったところ、立方晶相と正方晶相の相境界付近の誘電率が変化することが示された。

已知铁电材料在居里温度附近具有最大介电常数，利用此时获得的大介电常数来制造陶瓷电容器。在具有钙钛矿晶体结构的氧化物铁电体中，钽酸钾-铌酸钾体系采用熔体的非平衡冷却方法，该体系形成连续的固溶体，并具有根据成分而连续变化的居里温度。，我们合成了一种在很宽的温度范围内表现出高介电常数的晶体，这是用均质材料很难获得的。该晶体具有中心富含Ta成分、且朝向周边钽逐渐减少而铌逐渐增加的组成梯度，可知为二相斜方相或立方相、四方相的三相带状结构。，并且发生斜方相。当使用高温显微镜观察结构时，发现在室温下晶体发生了向四方相的相变，但在366K时，在中心观察到光学各向同性且透明的立方相。到激光。随着温度的升高，四方相和立方相之间的相界在晶体内不断向外移动。当在室温下使用扫描非线性介电常数显微镜评估从x=0.4的熔体获得的晶体内的介电常数时，我们发现立方相和四方相之间的相界附近的介电常数发生了变化。