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Phase transition of Bi$$_2$$WO$$_6$$ below 300 K

ビスマスタングステートの低温における相転移

米田 安宏   ; 武田 博明*; 鶴見 敬章*

Yoneda, Yasuhiro; Takeda, Hiroaki*; Tsurumi, Takaaki*

層状ビスマス化合物であるビスマスタングステート(Bi$$_2$$WO$$_6$$)は、Bi$$_2$$O$$_2$$にWO$$_6$$が一枚挟まった構造を有するAurivillius化合物である。強誘電性のみならず、光触媒などの特性に優れ、多くの研究が行われてきた。高温相である常誘電体相からの構造相転移に関しては、これまで詳しく調べられてきたが、低温側の相転移に関しては詳細な報告はなかった。これは、Bi$$_2$$WO$$_6$$が層状化合物であるため、コヒーレント長の異なる2つの構造がユニットセル内に存在するため、平均構造による相転移の議論が困難であったからである。今回、われわれはX線回折パターンを詳細に調べることによって低温側に新しい相転移を発見し、2体相関分布関数を使った局所構造解析を併用し、この相転移の存在を証明した。

Bi$$_2$$WO$$_6$$ is the simplest member of the Aurivillius family of (Bi$$_2$$O$$_2$$)(A$$_{m-1}$$B$$_m$$O$$_{3m+1}$$) with one oxygen octahedron sandwiched between two Bi$$_2$$O$$_2$$ layers (m=1). We report the high-energy synchrotron X-ray diffraction study of ferroelectric Bi$$_2$$WO$$_6$$ at low temperatures, and a new phase transition was found around 200 K. The mechanism of this phase transition was examined by atomic pair-distribution function (PDF) method.

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