新規フェリ誘電体の創製とその電場誘起相転移の制御

Creation of novel ferri-dielectrics and control of their electric-field-induced phase transitions

福島 憲斗*; 米田 安宏   ; 松尾 拓紀*; 野口 祐二*

Fukushima, Kento*; Yoneda, Yasuhiro; Matsuo, Hiroki*; Noguchi, Yuji*

非鉛系ペロブスカイト型強誘電体である(Bi,Na)TiO(菱面体晶R3c)は、正方晶P4mmの強誘電体[BaTiO, (Bi,K)TiO]とモルフォトロピック相境界(MPB)を形成し、MPBにおいて優れた圧電性を示すことから注目されている。MPB近傍でフェリ誘電性を示すP4bm相が存在することを明らかにしている。本研究では厳密組成制御を行った(Bi,Na)TiO系固溶体セラミックスを作製し、その組成相図を明らかにして、分極特性の全貌を解明することを目的とする。BNT-BKTにおいてMPB組成近傍でフェリ誘電P4bm相が存在する。R3cとP4bmおよびP4bmとP4mmの相境界を特定した。

A lead-free perovskite ferroelectric, (Bi,Na)TiO (rhombohedral R3c), has attracted much attention because it forms a morphotropic phase boundary (MPB) with a tetragonal P4mm ferroelectric [BaTiO, (Bi,K)TiO] and shows excellent piezoelectricity in the MPB. P4bm phase, which exhibits ferri-dielectricity in the vicinity of the MPB, has been found to exist. In this study, we aim to clarify the compositional phase diagram of (Bi,Na)TiO-based solid solution ceramics with strict composition control and to elucidate the whole picture of their polarization properties. bm and the phase boundary between P4bm and P4mm were identified.