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PbTiO$$_3$$の高温相の局所構造解析

Local structure analysis of PbTiO$$_3$$ in high-temperature cubic phase

米田 安宏   ; 谷口 博基*; 北中 佑樹*; 野口 祐二*

Yoneda, Yasuhiro; Taniguchi, Hiroki*; Kitanaka, Yuki*; Noguchi, Yuji*

チタン酸鉛(PbTiO$$_3$$)は室温において大きなc/a比を持つ正方晶構造である。490$$^{circ}$$Cで常誘電体相へと相転移し、構造は立方晶へと変化する。しかしながら、常誘電体相への転移点直上では、中性子非弾性散乱によって依然として強誘電体のフォノンモードが観測されている。そこで、自発分極が反転可能な高品位の試料を用いて、高エネルギーX線回折実験を行い、室温から800$$^{circ}$$Cまで広い温度領域で構造解析を行った。短距離秩序構造解析を原子2対分布関数(atomic pair-distribution function: PDF)を用いて行った。PbTiO$$_3$$の800$$^{circ}$$Cで観察された局所構造とリラクサーPb(Mg$$_{1/3}$$Nb$$_{2/3}$$)O$$_3$$(PMN)の室温における局所構造を比較したところ、リラクサーPMNと同様のネットワーク構造がPbTiO$$_3$$の高温相でも存在していると考えられる。

Lead titanate, PbTiO$$_3$$, has a tetragonal structure having a large c/a ratio at room temperature. A phase transition to the paraelectric phase at 490$$^{circ}$$C, structural changes to cubic. However, just above the transition point to the paraelectric phase, the phonon modes of the still ferroelectric is observed. Therefore, spontaneous polarization using a sample of reversible high quality, perform high-energy X-ray diffraction experiments were subjected to structural analysis in a wide temperature range from room temperature to 800$$^{circ}$$C. Short range order structure analysis and atomic two pairs distribution function (atomic pair-distribution function, PDF) was performed using. A comparison local structures at room temperature of the observed local structure and relaxor Pb (Mg$$_{1/3}$$Nb$$_{2/3}$$)O$$_3$$ (PMN) with 800$$^{circ}$$C of PbTiO$$_3$$, network structure similar to the relaxor PMN is present in the high temperature phase of PbTiO$$_3$$ It is considered to have.

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