0.4Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3-0.6BiFeO_3系強誘電体の強誘電特性、結晶・電子構造に及ぼす他元素置換の効果

摘要

電子機器に幅広く用いられている強誘電材料としてPb(Zr,Ti)O_3(PZT)があげられるが、Pbを含まない低環境負荷の材料としてペロブスカイト型構造をもつ 0.4Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3-0.6BiFeO_3(BKTBF)系材料が着目されている1)。この材料は正方晶－菱面体晶の結晶相境界(MPB)を持つため、良好な強誘電・圧電特性を示すことが知られているが、BKTBFに更に別の強誘電体を固溶した報告は少ない。そこで当研究室ではMPB組成であるBKTBFをベースとして種々の固溶体について強誘電特性と結晶構造の関係を検討してきた2)。本研究では新たにK(Nb_(0.5)Ta_(0.5))O_3を固溶した0.375Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3-0.6BiFeO_3-0.025K(Nb_(0.5)Ta_(0.5))O_3（以下、25KNT）に着目し、他の金属元素(La, Ba, Zn, Ni)を置換した試料(1mol%La置換試料は25KNT1Laと示す)を作製し、強誘電特性を検討した。また、この系は難焼結性であるため、放電プラズマ焼結(SPS)により試料を作製した。これらの試料について放射光X線回折を用いた構造解析を行い、強誘電特性と結晶構造、電子密度分布の関係を検討した。