Microstructures related to the ferroelectric properties in BiFeO-BaTiO

BiFeO-BaTiO系の強誘電性に由来する微細構造

喜多川 修二*; 堀部 陽一*; 吉井 賢資  ; 鈴木 宗泰*; 野口 祐二*; 西原 禎文*; 細越 裕子*; 森 茂生*

Kitagawa, Shuji*; Horibe, Yoichi*; Yoshii, Kenji; Suzuki, Muneyasu*; Noguchi, Yuji*; Nishihara, Sadafumi*; Hosokoshi, Yuko*; Mori, Shigeo*

BiFeO-BaTiO混晶系の強誘電ドメイン構造について、透過電子顕微鏡測定及び磁化・誘電率測定によって調べた。BiFeOにおいては大きな強誘電ドメインが観測されるが、25%BaTiOを混ぜた0.75BiFeO-0.25BaTiOにおいては、ドメインサイズが2030nm程度に小さくなることがわかった。さらにBaTiOを増やした0.66BiFeO-0.33BaTiOでは、局所的な歪場に起因するツイード的なパターンが観測された。さらに、広い領域の電子顕微鏡実空間像の観測から、強誘電ドメインの分布とその分極方向について議論した。

Microstructures related to the ferroelectric (FE) properties in(1-x)BiFeO-xBaTiO were examined mainly by a transmission electron microscopy, in combination with conventional magnetic and dielectric measurements. It was found that macroscopic-sized FE domain structures in BiFeOchanged into fine FE microstructures with the 20-30nm size in the x=0.25compound, as the BaTiO concentration (x) was increased. In addition, we found characteristic tweed-like contrast due to the strain field in the x=0.33 compound at room temperature. We carefully investigated the spatial distribution of the FE microdomains in the x=0.25 compound by obtaining real-space images and determined spatial configuration of the spontaneous polarization in each FE microdomains.