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거대 압전 효과를 발현하는 나노사이즈 국소적 운동 해명에 성공 ~높은 진동수 영역에 분광법을 이용한 평가수법~

2017/03/21

 쓰쿠바대학 수리물질계 고지마 세이지(小島 誠治) 교수팀은 시마네대학(島根大学) 교육학부 쓰카다 신야(塚田 真也) 강사와의 공동연구에서 거대 압전 효과를 보이는 강유전체 결정인(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 -xPbTiO3(PMNT)에 대해서 그 열쇠가 되는 나노사이즈 극성 영역에 대해서 검토를 행했습니다. 광산란 스펙트럼의 센트럴픽의 온도 의존성, 편광각도 의존성, 전기장 의존성을 조사하는 경우와 달리, PMNT의 나노사이즈 극성 영역의 존재와 그 구조에 대해서 새로운 지견을 얻었습니다.

 PMNT를 비롯한 거대 압전 효과를 보이는 강유전체에서는 이전부터 그 우수한 기능성 발현에 나노사이즈 극성 영역이 필요함이 알려져 왔고 이미 많은 연구가 있습니다. 그런데 나노사이즈에서 온도 변화를 하는 나노사이즈 극성 영역의 구조와 국소적 분극 그리고 그 역할에 대해서는 잘 알지 못했습니다. 본 연구에서 이용한 브릴루앙 대역의 산란, 라만 분광은 결정뿐만 아니라 세라믹 재료, 나노입자에도 적용이 가능하기 때문에 이후의 압전 재료의 우수한 기능성 발현에 지침이 되는 나노사이즈 국소구조 평가에 도움이 될 것이라고 기대되고 있습니다.


그림 편광 해소 산란 스펙트럼VH에서 센트럴 픽 CP의 온도 의존성

게재논문

【제목】 Role of polar nanoregions with weak random fields in Pb-based perovskite ferroelectrics
 (약한 랜덤장을 가진 납계 페로브스카이트 강유전체의 나노 극성 영역)
【저자명】 Md. A. Helal, Md. Aftabuzzaman, Shinya Tsukada (塚田 真也), Seiji Kojima(小島 誠治)
【게재지】 Scientific Reports

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