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Raman scattering study of the ferroelectric phase transition in BaTi$$_2$$O$$_5$$

ラマン分光法を用いたBaTi$$_2$$O$$_5$$の相転移

塚田 慎也*; 藤井 康裕*; 米田 安宏; 森分 博紀*; 小西 綾子*; 秋重 幸邦*

Tsukada, Shinya*; Fujii, Yasuhiro*; Yoneda, Yasuhiro; Moriwake, Hiroki*; Konishi, Ayako*; Akishige, Yukikuni*

BaTi$$_2$$O$$_5$$は強誘電的相転移温度が743Kの強誘電体で、分極方位が結晶学的に1軸に制限されているため、Uniaxal ferroelectricsとも呼ばれる。このBaTi$$_2$$O$$_5$$の相転移挙動を明らかにするために短距離レンジから長距離レンジに渡る構造解析を放射光X線回折で、また格子ダイナミクスをラマン分光法を用いて観察を行った。実験的結果と第一原理計算の結果から、BaTi$$_2$$O$$_5$$の相転移を理解することができた。すなわち、TiO$$_6$$八面体ユニット中のTiの振動モードの凍結によって空間群が常誘電体の$$C2/m$$から強誘電体の$$C2$$へと変化することがわかった。

Uniaxial ferroelectric BaTi$$_2$$O$$_5$$ with a Curie temperature $$T_{rm C}$$ of 743 K was investigated to clarify its paraelectric-ferroelectric phase transition behavior. The mechanism is discussed on the basis of the structure from short to long ranges determined by synchrotron X-ray diffraction and the lattice dynamics probed by Raman spectroscopy. Using a combination of experimental results and first-principles calculations, we explain the phase transition. Ti vibration of TiO$$_6$$ octahedral units is frozen in the ferroelectric phase and the space group changes from nonpolar $$C2/m$$ to polar $$C2$$.

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パーセンタイル:28.42

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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