放射光高エネルギーX線回折を利用した強誘電体のナノスケール構造解析

Nanoscale structural analysis of ferroelectrics using high-energy synchrotron X-ray diffraction

米田 安宏   ; 山田 大貴*

Yoneda, Yasuhiro; Yamada, Hiroki*

放射光を利用した2体相関分布関数を利用した構造解析の研究とともに、大型放射光施設SPring-8の回折装置について紹介する。2体相関分布関数(atomic pair-distribution function: PDF)は、局所構造領域だけでなく、ナノスケールオーダーの中距離レンジ構造までカバーできることが特徴である。PDF解析を強誘電体に適用した例としてBiFeO-BaTiO-Bi(MgTi)O(BF-BT-BMT)の局所構造解析の結果を示す。平均構造の立方晶構造でフィットしたところ40以下で大きな残差が生じ、分極発現機構である格子ひずみの存在が明らかになった。

In addition to research on structural analysis using binary correlation distribution functions using synchrotron radiation, the diffractometer at SPring-8, a large synchrotron radiation facility, will be introduced. A feature of the atomic pair-distribution function (PDF) is that it can cover not only the local structure region but also the middle-range structure of the nanoscale order. As an example of applying PDF analysis to ferroelectrics, the results of local structural analysis of BiFeO-BaTiO-Bi (MgTi)O (BF-BT-BMT) are shown. When fitted with the cubic crystal structure of the average structure, a large difference occurs at 40 or less, revealing the existence of lattice strain, which is the mechanism of polarization.