新たな強誘電性を微細な酸窒化物単結晶を用いて実証 ～新規強誘電体材料の開発に期待～
【ポイント】
- 酸窒化物の高品質な単結晶の合成に成功。
- 新たな機構による強誘電性を酸窒化物単結晶で初めて実証。
- 新規酸窒化物誘電体の開発に期待。
【概要】
北海道大学大学院工学研究院の鱒渕友治准教授，樋口幹雄准教授，吉川信一名誉教授，同総合化学院博士後期課程の細野 新氏（日本学術振興会特別研究員），同理学研究院の武貞正樹准教授，東京工業大学科学技術創成研究院フロンティア材料研究所の安井伸太郎助教，伊藤 満教授らの研究グループは，酸窒化物ペロブスカイトBaTaO2Nの微小な単結晶を用いて，当該物質群におけるPolar Nano Regions（PNRs）による強誘電性が発現することを世界で初めて実証しました。
本研究では，細野氏らが発見したBaCN2を結晶成長のフラックスとして用いることで，最大数µｍ（マイクロメートル）サイズの高品質なBaTaO2N単結晶を合成しました。研究グループは，微小部の電気物性を評価できる圧電応答顕微鏡を用いて，BaTaO2N単結晶の自発分極の方向が電場の印加によって反転することを確認し，強誘電体であることを実証しました。また，本研究の微細な単結晶は耐電圧が非常に高く，物性データの信頼性が高いことも特徴です。本成果は，複数の陰イオンの共存によって無機物にPNRsによる強誘電性を導入できることを示しており，新たな強誘電体材料の開発指針の確立につながると期待されます。
なお，本研究成果は，2019年11月27日（水）公開のInorganic Chemistry誌に掲載されました。
また，本研究は日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究A（＃24245039），新学術領域研究「複合アニオン」（JP16H06439），特別研究員奨励費（19J10301）の補助を受けて行われました。
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