誘電·圧電特性向上に最適な界面を持つ種々のナノ複合セラミックスの ソルボサーマル固化法による作製とその電気特性

摘要

代表的な圧電·強誘電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛は、組成相境界(MPB)近傍において優れた 圧電·誘電特性を示す。MPB では、正方晶と菱面体晶の二相間でエピタキシャル界面が形成されており、そ の近傍では格子定数が徐々に変化する構造傾斜領域が存在する。構造傾斜領域では、分極が電場方向に比較 的容易に回転することから、これが優れた圧電応答の起源だと考えられている [1]。そこで我々は、異なる格 子定数を持つ2 種のペロブスカイト化合物の間にエピタキシャル界面を形成し、構造傾斜領域の導入を検討 した。これまでに、正方晶チタン酸バリウム(BaTiO3; BT)の圧粉体表面に、ニオブ酸カリウム(KNbO3; KN)を ソルボサーマル固化法によりエピタキシャル成長させた、KN/BT ナノ複合セラミックスにおいて誘電特性の 向上が確認されている[2, 3]。そこで本研究では、種々のペロブスカイト型化合物の圧粉体をそれぞれ基板と して用い、ソルボサーマル固化法によってその基板表面にBT を成長させたナノ複合セラミックスを作製し た。また、最適なペロブスカイト型化合物の組み合わせを調査するため、各種複合セラミックスの微構造と 圧電特性に関する調査を行った。