【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.15】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22QS0126
利用課題名 / Title
形状制御強誘電体ナノ結晶における構造と物性
利用した実施機関 / Support Institute
量子科学技術研究開発機構
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
強誘電体,メゾスコピック構造,一粒子計測,X線回折/X-ray diffraction,放射光/Synchrotron radiation,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,ナノ粒子/ Nanoparticles
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
塚田 真也
所属名 / Affiliation
島根大学学術研究院教育学系
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
黒岩芳弘,福島凪世,⽩川皓介
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
大和田謙二,押目典宏,町田晃彦
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
チタン酸バリウム(BaTiO3：BTO)ナノ結晶における形状効果を「ナノ構造物性」の観点から系統的に調べ，明らかにしている。形状制御による特性の変化は顕著であり，これまでに行われた粉末X線構造解析(BL02B1)によればBTOにおいて同じ500 nmサイズの試料ながら，形状によってその相転移挙動が大きく異なることが示された(福島，黒岩，上野，第52回応用物理学会2022.3.26奨励賞，他)。形状効果は一粒子全体のマクロな効果であり，その効果発現のメカニズム迫るには従来の原子配列を求める構造解析では不十分である。本申請では，一粒子の形状や内部構造歪みなどを可視化するブラッグコヒーレントX線回折イメージング(Bragg-CDI)法を用いて，ナノ結晶の形状効果へアプローチした。
実験 / Experimental
【利用した装置】：コヒーレントX線回折イメージング装置
【実験方法】
実験試料はBTO結晶等とした。Ｘ線エネルギーは8 keVとした。試料ホルダーは専用に開発したホルダーを用いた。エタノールで分散させた粉末試料をホルダーに塗布し乾燥させことで，粉末は分散しホルダーに固定される。Bragg-CDI法により３次元データ取得を行い，データ取得後に位相回復解析をその場で行って，実験結果を実験条件探索に反映した。
結果と考察 / Results and Discussion
多面体形状を持つナノ～マイクロメートルスケールのBTO結晶が山梨大学により合成された。ここで多面体結晶とは，６面体(キューブ)，８面体，等多面体形状を持つBTOナノ結晶である。これら多面体結晶の構造や物性はまだ未確定な部分が多いが，構造に関してBragg-CDI法により外形やメソスケール内部構造を明らかにし，併せてそれらの相転移挙動(温度依存性)を調べた。詳細は解析中である。今後解析結果を基に，形状が構造に与える影響を明らかにして，形状と物性の関係を明らかにしていきたい。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
大和田謙二様, 押目典宏様, 町田晃彦様(量研)に感謝いたします。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件