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2015-8

AgNbO3の電場誘起強誘電相転移に関する第一原理計算


技術のポイント

非鉛圧電候補材料であるAgNbO3の強誘電性の起源を理論計算により解明

基礎研究


背景
AgNbO3は大きな自発分極を示すことから非鉛圧電材料の候補材料として研究されているが、その強誘電体相の構造については充分解明されていなかった。

目的
第一原理計算を用いてAgNbO3の強誘電性発現機構を解明する。

成果
(1) 反強誘電体相(Pbcm)AgNbO3は強電場下で強誘電体相(Pmc21)へ構造相転移する。
(2) 強誘電体相(Pmc21)は反強誘電体相(Pbcm)よりもエネルギ―が高く不安定であるが、その差は小さく、両相の間には40meV程度の障壁が存在し室温にて二相が共存している可能性がある。
AgNbO3は強電場下で反強誘電体相から強誘電相へ相転移する


・手法:電場印可第一原理計算(ABINITコード)

AgNbO3の(a)反強誘電体相(Pbcm)
(b)強誘電体相(Pmc21)の結晶構造
電場印加第一原理計算結果(b軸方向)
強誘電相転移後の自発分極は実験値(0.52 C/m2)を
ほぼ再現している



期待される適応分野
・ 新規非鉛圧電材料の開発
・ 高信頼性圧電材料の開発

参考文献 Hiroki Moriwake, Craig A. J. Fisher, Akihide Kuwabara, and Desheng Fu, Jpn. J. Appl. Phys., 51 (2012) 09LE02.
謝辞 本研究は、グリーン・ネットワーク・オブ・エクセレンス(GRENE)事業の一部として実施したものである。



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