Local structure analysis of cubic perovskite CaCuTiO

CaCuTiOの局所構造解析

米田 安宏   ; 吉井 賢資  ; 早川 弘毅*; 池田 直*

Yoneda, Yasuhiro; Yoshii, Kenji; Hayakawa, Hironori*; Ikeda, Naoshi*

巨大誘電率を示す立方晶系のペロブスカイト酸化物CaCuTiO(CCTO)はその起源はまだ明らかにはなっていない。またCCTOは誘電率にグレインサイズ依存性があると言われており、誘電率の異なるサンプルの局所構造を比較することによって巨大誘電率の起源を明らかにすることを試みた。誘電率の小さなサンプルに関しては平均構造解析で得られたパラメータによって局所構造が再現できるため、平均構造と局所構造との差がほとんどないことがわかった。一方、誘電率の大きなサンプルでは、平均構造には変化はなく誘電率の小さなサンプルと同じ結晶構造であった。しかし局所構造には平均構造からややずれた構造があり、強誘電体におけるドメイン構造のようなモデルが適用できる。しかし、CCTOは強誘電体ではないため、このようなドメインは酸素欠損によって生じたアンチフェーズバウンダリーと考えられる。このような異相が存在すると電気伝導度の違いから巨大な誘電率が観測される(Maxwell-Wagner効果)。これがCCTOの巨大誘電率の起源と推定される。

Recently, there has been considerable interest in the dielectric properties of the cubic perovskite CaCuTiO. The material has shown to have high and relatively temperature independent dielectric permittivity over a wide temperature range from 100 to 600 K. Below 100 K the permittivity drops by almost three orders of magnitude, but is not accompanied by a structural phase transition. We studied CaCuTiO hoping to find signatures of local structural distortions that may explain the observe anomalies in the dielectric properties. Experiments were carried out using synchrotron radiation at several temperatures between room temperature and 10 K. Reconsideration is necessary for interpreting a huge permittivity by the local disorder model.