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論文

Neutron scattering study of the relaxor ferroelectric K$$_{1-x}$$Li$$_{x}$$TaO$$_{3}$$

脇本 秀一; Samara, G. A.*; Grubbs, R. K.*; Venturini, E. L.*; Boatner, L. A.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 600(1), p.254 - 256, 2009/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:28.29(Instruments & Instrumentation)

リラクサー強誘電体であるK$$_{1-x}$$Li$$_{x}$$TaO$$_{3}$$($$x$$=0.05, 0.10)について中性子散乱実験を行った。$$x$$=0.05は低温までリラクサー状態であるのに対し、$$x$$=0.10はリラクサー状態から低温で強誘電転移を示す。中性子散乱により強誘電ソフトモードと、分極したナノ領域(polar nano-region PNR)からくる散漫散乱について調べた結果、強誘電ソフトモードは通常の変位型強誘電体に見られるのと同様の振る舞いを示すことがわかった。またPNR内の原子変位は、強誘電ソフトモードの凍結成分と、全原子が均一に変位する成分を含んでいることがわかった。異常の結果は、この系におけるリラクサー的振る舞いには、off-centerの配位をとるLiイオンによる誘電緩和に加え、強誘電ソフトモードの寄与が重要であることを示している。

論文

Dielectric properties and lattice dynamics of Ca-doped K$$_{0.95}$$Li$$_{0.05}$$TaO$$_{3}$$

脇本 秀一; Samara, G. A.*; Grubbs, R. K.*; Venturini, E. L.*; Boatner, L. A.*; Xu, G. Y.*; 白根 元*; Lee, S.-H.*

Physical Review B, 74(5), p.054101_1 - 054101_12, 2006/08

 被引用回数:25 パーセンタイル:70.45(Materials Science, Multidisciplinary)

量子常誘電体であるKTaO$$_{3}$$のKサイトにイオン半径の小さいLiをドープすると、リラクサー強誘電性を示すことが知られている。本研究ではK$$_{0.95}$$Li$$_{0.05}$$TaO$$_{3}$$に15ppm以下のCa不純物を導入した単結晶試料を用い、誘電率測定と中性子散乱実験を行った。誘電率測定から、Liが[100]方向へずれたoff-center位置を占めることによる秩序-無秩序転移的ダイナミクスがデバイ緩和として200K以下で観測された。Ca不純物を含まない試料との比較から、Ca不純物はLiの緩和には影響していないことを示した。中性子散乱ではブラッグ反射まわりに現れる散漫散乱と、格子振動を測定した。散漫散乱はLiイオンの緩和に伴い150K以下で現れ始めた。誘電率の結果と合わせて、Liの凍結により、その周りに微小分極領域(Polar-nano-region: PNR)が形成される様子を明らかにした。さらに散漫散乱の複数のゾーンでの強度比較から、ほかの典型的リラクサーであるPb(Mg$$_{1/3}$$Nb$$_{2/3}$$)O$$_{3}$$と同様にuniform phase shiftがあることが示された。この結果、uniform phase shiftはリラクサーに共通の性質であり、リラクサーがバルクな強誘電状態に転移できない原因であることが示された。

論文

The Structure of lead-indium phosphate and lead scandium phosphate glasses

鈴谷 賢太郎; Loong, C.-K.*; Price, D. L.*; Sales, B. C.*; Boatner, L. A.*

Journal of Non-Crystalline Solids, 258(1-3), p.48 - 56, 1999/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:70.48(Materials Science, Ceramics)

鉛-インジウム及び鉛-スカンジウムのリン酸塩ガラスは、高い光透過率と反射率を示し、低い融点を持つことから、光機能材料として有望である。特に、インジウム及びスカンジウムの添加の物性に与える影響が大きいと言われており、その金属まわりの環境構造がどうなっているのか興味が持たれている。そこで、本研究では、これらのリン酸塩ガラスの構造をパルス中性子回析を用いて詳細に調べた。その結果、インジウム-酸素及びスカンジウム-酸素の距離はどちらも2.1Åであり、いずれも6配位でInO$$_{6}$$やScO$$_{6}$$の八面体を形成していることが明らかになった。この比較的小さな八面体は、Al$$^{3+}$$などの3価の金属でみられ、ガラスネットワーク(この場合は、PO$$_{4}$$ネットワーク)を引き締め、ガラス構造を安定化させることが知られており、このInとScも同様の役割を担っているものと考えられた。

口頭

中性子散乱によるリラクサーKLTの格子振動と散漫散乱の研究

脇本 秀一; Samara, G. A.*; Grubbs, R. K.*; Venturini, E. L.*; Boatner, L. A.*; Xu, G. Y.*; 白根 元*; Lee, S.-H.*

no journal, , 

リラクサーK$$_{1-x}$$Li$$_{x}$$TaO$$_{3}$$(KLT)$$x=0.05, 0.10$$の単結晶試料を用いて中性子散乱によるフォノンと散漫散乱の研究を行った。誘電率測定からx=0.05の試料は明瞭な強誘電転移を示さず、低温までリラクサー状態が実現しているのに対し、x=0.10の試料は110K明瞭な強誘電転移を示しながら、かつ低温でのLiイオンの緩和が見られた。中性子散乱でゾーン中心の横光学モード(強誘電モード)の振る舞いを見ると、前者は低温までソフト化するのに対し、後者では110Kでハード化する成分が確認された。また後者の試料で散漫散乱が強誘電転移温度で臨界散乱的な振る舞いを示したのち、さらに低温に向けて散漫散乱が増加する現象が観測された。以上の結果はKLTリラクサー状態には、Liの緩和に加えて強誘電フォノンモードの寄与も重要であることを示している。またx=0.10での強誘電相とリラクサー相が共存している様子を明らかにした。

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