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-BaTiO solid solutions米田 安宏; Kim, S.*; 森 茂生*; 和田 智志*
Japanese Journal of Applied Physics, 61(SN), p.SN1022_1 - SN1022_10, 2022/11
被引用回数：1 パーセンタイル：17.38(Physics, Applied)(1-
)BiFeO-BaTiO固溶体の局所構造解析を放射光高エネルギーX線回折実験で得られたデータをPDF解析することによって行った。まず、XAFS実験を行いサンプルスクリーニングを行ったところ、BiFeOリッチな組成での構造揺らぎが大きいことがわかった。そこでBiFeOリッチな組成のサンプルのPDF解析を行った。その結果、平均構造は立方晶構造であるものの局所構造は菱面体晶構造で再現でき、さらに揺らぎの大きな組成では菱面体晶の対称性を破る変位があることがわかった。
nanocrystals米田 安宏; 國定 諒一*; 近田 司*; 上野 慎太郎*; 藤井 一郎*; 永田 肇*; 尾原 幸治*; 和田 智志*
Japanese Journal of Applied Physics, 58(SL), p.SLLA03_1 - SLLA03_7, 2019/11
被引用回数：4 パーセンタイル：21.91(Physics, Applied)We studied KNbO nanocrystals grown by a solvothermal method. Average and local structures were refined by combining Rietveld and PDF analysis. We found that a rhombohedrally distorted NbO
octahedron was maintained in short-range order region, even in the nanocrystals with a cubic average structure. The cubic structure of KNbO nanocrystals were observed as a disordered phase of the rhombohedral structure. The disordered feature can be understood that the structural transformation owing to the particle-size effect is analogous to the temperature-driven phase transition.
nanocrystals with cubic shape米田 安宏; 國定 諒一*; 近田 司*; 上野 慎太郎*; 尾原 幸治*; 和田 智志*
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 43(2), p.93 - 96, 2018/04
立方体状の外形を有したKNbOナノ結晶をマイクロウエーブでアシストしたソルボサーマル法で合成した。このKNbOナノキューブの種々の構造パラメーターを抽出するために高エネルギーX線回折実験を行った。結晶粒径はシェラーの式を用いて評価した。ナノ粒子の粒径が増大するとユニットセルサイズは減少することがわかった。また、ナノ粒子の局所構造は平均構造によらず、バルクKNbOと同じ菱面体晶構造であった。
nanocubes by solvothermal synthesis米田 安宏; 小原 真司*; 中島 光一*; 永田 肇*; 和田 智志*
Japanese Journal of Applied Physics, 54(10S), p.10NC01_1 - 10NC01_6, 2015/10
被引用回数：4 パーセンタイル：18.63(Physics, Applied)高エネルギーX線回折実験で得られたデータを元に、2体相関分布関数法を用いてソルボサーマル法で合成されたニオブ酸カリウム(KNbO)ナノパウダーの局所構造解析を行った。ナノ粒子の局所構造は原子揺らぎのために平均構造とは一致していないことがわかった。平均構造は正方晶系でありながら、局所構造は菱面体晶構造を有し、ニオブ原子がNbO八面体ユニットの中心位置からずれており、この原子変位はアニールによる粒成長後も保持されていた。
and KNbO solid solution米田 安宏; 小原 真司*; 熊田 伸弘*; 和田 智志*
Japanese Journal of Applied Physics, 53(9S), p.09PD01_1 - 09PD01_5, 2014/09
被引用回数：3 パーセンタイル：13.42(Physics, Applied)チタン酸バリウム(BaTiO, BT)とニオブ酸カリウム(KNbO)は共にペロブスカイト構造を有する 強誘電体でほぼ同じ逐次相転移を起こすことが知られている。スレーターモードとして知られるBサイトイオンのオフセンターシフトを分極発現機構に持つBTに対し、アクセモードと呼ばれるBサイトイオンを含む八面体の回転モードを分極発現機構に持つKNはBサイトのNbと酸素の相関が非常に強く、Nbサイトのネットワークがペロブスカイト構造を形成している。BTとKNは同じペロブスカイト構造を有していながら、局所的には異なるネットワーク構造で形成されている。このように、異なるネットワーク構造を持つ物質で混晶を作製した場合、どのような局所構造が現れるのか、興味が持たれる。BT-KN混晶の高エネルギーX線回折とBa-L3吸収端XAFSを行い、局所構造解析を行った。BTとKNは局所構造に類似性が認めら れるが、固溶化が進むにつれて局所構造が変調 を受けることがわかった。その局所構造の変調の原因として、ドメインサイズの微小化によってドメイン内部の強誘電的な相関が弱められたことが考えられる。
の相転移と局所構造米田 安宏; 小舟 正文*; 和田 智志*; Fu, D.*
no journal, ,
NaNbOは複雑な相転移系列を持つ。室温以下には斜方晶構造から菱面体晶構造への相転移があるが、この相転移は散漫的で広い温度領域で2相共存状態にある。我々は散漫的な相転移の原因はNaNbOの局所構造にあると考えている。この仮説を確かめるために種々の方法で作製したNaNbOを用いて、その相転移と局所構造の関係を調べた。PDF解析から明らかになったNbの酸素八面体中心からのオフセンターシフトは、シフト量が大きければ大きいほど明瞭な相転移を示すことがわかった。
ナノ結晶の局所構造解析米田 安宏; 國定 諒一*; 近田 司*; 上野 慎太郎*; 藤井 一郎*; 和田 智志*
no journal, ,
KNbOナノ結晶の高エネルギーX線回折実験を行った。今回、実験に用いたKNbOナノ結晶は外形がキューブ状である。また、粒径が小さいために結晶構造は立方晶構造であるため、シェラーの式が厳密に適用できる。シェラーの式から算出した粒子サイズから、結晶成長の速度論を検討した。リートベルト解析によって得られた結晶構造、また、2体相関分布関数法から直接的に求めた相関長と得られた粒子サイズを比較し、結晶成長機構を明らかにした。
ナノ結晶の成長機構米田 安宏; 國定 諒一*; 上野 慎太郎*; 藤井 一郎*; 和田 智志*
no journal, ,
KNbOナノ結晶の高エネルギーX線回折実験を行った。シェラーの式は粒径サイズを推定する際に用いられることがあるが、実用するには種々の制約がある。今回、実験に用いたKNbOナノ結晶はソルボサーマル法で合成しており、外形がキューブ状である。微小結晶であるため結晶構造は立方晶構造でシェラーの式が適用できる理想的な試料と言える。室温におけるKNbOのX線回折プロファイルからシェラーの式を用いて算出した粒径サイズを算出した。ソルボサーマル法で合成した試料は反応時間と共に結晶成長が進むため、結晶成長の速度論を検討した。シェラーの式から算出した粒子サイズとリートベルト解析によって得られた結晶構造、また2体相関分布関数から実空間で直接的に求めた相関長とも比較した結果、成長初期は欠陥を含むため結晶成長は抑制されることがわかった。
-Bi(Mg,Ti)O固溶体のX線PDF解析米田 安宏; 和田 智志*
no journal, ,
BiFeOは有用な強誘電体であるが、強誘電相の菱面体晶構造が大きく歪むため、分極を反転させることは容易ではなく、さまざまな添加剤を添加して誘電特性を改善する試みがなされている。添加剤としてBaTiOとBi(Mg
Ti)Oを選択し、放射光を用いて構造解析を行った。BiFeOは菱面体晶構造で、BaTiOは正方晶構造である。Bi(MgTi)Oは、反強誘電性の斜方晶構造を持ち、BiFeOとBaTiOを結合するバッファーとして機能することが期待されている。ミクロからマクロへと構造が平均化する過程が明らかになり、また、温度によって様々な変化が見られた。このような構造の柔軟性により、BiFeOの大きな歪みが軽減され、分極が可能になると考えられる。
-BaTiO混晶系の局所構造解析米田 安宏; Kim, S.*; 和田 智志*
no journal, ,
BiFeOとBaTiOで固溶体を作成するとBaTiO組成が0.3から0.7で室温でpseudo cubic相が現れる。Cubic構造でも強誘電性が失われているわけではないため、強誘電性の起源を解明するために2体相関分布関数を使った構造解析を行なった。これらの固溶体の局所構造はそれぞれのpure limitであるBiFeOとBaTiOに一致するが、BaTiO組成が0.3において固溶体特有の構造が現れた。
米田 安宏; Nam, H.*; 上野 慎太郎*; 藤井 一郎*; Kim, S.*; 和田 智志*
no journal, ,
In nanoscale structural analysis of ferroelectrics by combining synchrotron radiation high-energy X-ray diffraction and pair distribution function (PDF) method, the deviation between the inside of the domain and the average structure can be extracted. The mixed crystal of BiFeO and BaTiO shows relatively good piezoelectric properties, but the properties are further improved by adding Bi(MgTi)O. When the experimentally obtained PDF was fitted with the cubic structure, which is the average structure, it could be reproduced almost completely in the region of 80 AA or more. However, in the region of 40 AA or less, the difference between the experimentally obtained PDF and the cubic structure is large, and it is clear that the local structure is different from the average structure. The ferroelectric mechanism can be clarified by structural modeling using the observed PDF brlowe 80 AA.
