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Local structure of Li-substituted (Bi$$_{0.5}$$Na$$_{0.5}$$)TiO$$_3$$

Liドープ(Bi $$_{0.5}$$Na$$_{0.5}$$)TiO$$_3$$の局所構造

米田 安宏; 晝間 裕二*; 永田 肇*; 竹中 正*

Yoneda, Yasuhiro; Hiruma, Yuji*; Nagata, Hajime*; Takenaka, Tadashi*

(Bi$$_{0.5}$$Na$$_{0.5}$$)TiO$$_3$$(BNT)はrhombohedral-tetragonal相転移温度以下において脱分極温度(T$$_d$$=200$$^{circ}$$C)が存在する。脱分極がtetragonal相において起こるため、平均構造はtetragonal構造のままである。一方、局所構造も脱分極温度においてはほとんど変化していないことから、ドメイン構造の変化だけが起こっていると考えられる。脱分極温度の低さが応用上のネックにもなりうるため、T$$_d$$を上昇させる試みがなされている。しかし、実際にはT$$_d$$を上昇させることは非常に困難である。数少ない成功例の一つがAサイトのLi置換である。BNTのLi置換効果のミクロスコピックな機構を明らかにするためにLi置換BNTの構造解析を行った。BNTをLiで置換することによってAサイトイオン周辺の局所構造が変化することがわかった。Li置換によってAサイトのランダムネスが消失し、オーダーした構造が出現する。このオーダーした構造によってrhombohedral構造が安定化し脱分極温度を押し上げる要因になったと考えられる。

(Ba$$_{0.5}$$Na$$_{0.5}$$)TiO$$_3$$ was carried out by a synchrotron radiation X-ray pair-distribution function (PDF) method. The PDF peak is resolved as a doublet owing to the presence of two phases with distinct local structures, those are rhombohedral and tetragonal phases. The dominant rhombohedral phase is stabilized by the Li substitution. The depolarization temperature ($$T_d$$) is increased as increasing the rhombohedral component in the local structure.

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パーセンタイル:81.06

分野:Physics, Applied

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