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論文

Suppression of temperature hysteresis in negative thermal expansion compound BiNi$$_{1-x}$$Fe$$_{x}$$O$$_{3}$$ and zero-thermal expansion composite

奈部谷 光一郎*; 村松 裕也*; 岡 研吾*; 中野 紀穂*; 北條 元*; 水牧 仁一朗*; 安居院 あかね; 肥後 祐司*; 林 直顕*; 高野 幹夫*; et al.

Applied Physics Letters, 106(6), p.061912_1 - 061912_5, 2015/02

https://doi.org/10.1063/1.4908258
 被引用回数：60 パーセンタイル：89.12(Physics, Applied)

ほとんどの物質は温度が上昇すると、熱膨張によって長さや体積が増大する。光通信や半導体製造などの精密な位置決めが要求される局面では、このわずかな熱膨張が問題になる。そこで、昇温に伴って収縮する「負の熱膨張」を持つ物質によって、構造材の熱膨張を補償することが行われている。本研究において、室温付近で既存材料の2倍以上の大きさの「負の熱膨張」を示す酸化物材料を発見した。添加元素の量を変化させることで負の熱膨張が現れる温度域を制御できるほか、これまでの材料の問題点だった温度履歴が抑制されている。

口頭

Bi$$_{1-x}$$Pb$$_{x}$$NiO$$_{3}$$の電荷移動と巨大負の熱膨張

中野 紀穂*; 奈部谷 光一郎*; 東 正樹*; 岡 研吾*; 水牧 仁一朗*; 安居院 あかね; 上田 茂典*

no journal, , 

高圧合成法で合成したペロブスカイト酸化物BiNiO$$_{3}$$は、AサイトのBiが電荷不均化したBi$$^{3+}$$Bi$$^{5+}$$Ni$$^{2+}$$O$$_{3}$$についてBiとNiの価数の決定を行うために、X線吸収分光と硬X線光電子分光によってBiとNiの価数の測定を行った。SXRDパターンのRietveld解析より、0.05$$leq$$x$$leq$$0.15の試料では三斜晶から斜方晶への構造相転移に伴って体積収縮がおきることが分かった。また、Bi$$_{1-x}$$Pb$$_{x}$$NiO$$_{3}$$(0.175$$leq$$x$$leq$$0.25)では、Bi$$^{3+}$$$$_{0.5}$$Bi$$^{5+}$$$$_{0.5}$$の電荷不均化の融解と、Bi$$^{5+}$$-Ni$$^{2+}$$の電荷移動は独立に起こることが明らかになった。

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