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―次世代積層セラミックスコンデンサ材料開発のためのブレイクスルー
誘電率の温度依存性を原子レベルでのシミュレーション技術開発に成功
―JFCCナノ構造研、産業技術総合研究所の共同研究―


発表概要
 コンデンサは電子回路に欠かせない部品であり、需要も年々、急速に伸びている。特に、積層セラミックスコンデンサ(MLCC)は、携帯電話では1台あたり約200個、パソコンで500個、自動車には1,000個程度搭載されていると言われている。技術開発競争が激化している積層セラミックスコンデンサ(MLCC)において、更なる高性能化に向けて高誘電率材料が盛んに研究されている。JFCCナノ構造研究所、産業技術総合研究所の研究グループは、実験の困難さなどのためこれまで、明らかにされていなかった、有限温度での誘電率の温度依存性をシミュレーションできる技術開発に成功した。
 この成功を契機として、これまでMLCC材料において不明な部分の多かった誘電率の温度依存性が支配されている要因についての原子レベルでのメカニズム解明の研究が促進され、高性能MLCC開発のブレイクスルーになることが期待されている。
本研究の成果は、イギリス学術誌モレキュラー シミュレーション(Molecular Simulation)電子版7月28日に掲載された。

発表内容
 近年では高性能小型大容量MLCCとしての研究開発も盛んに行われており、世界各国でその開発技術競争が激化している。更なる高性能化に向けて高性能MLCC材料が盛んに研究されている。MLCC材料としてはぺロブスカイト型結晶構造を有するチタン酸バリウム(BaTiO3)を主成分として、種々の添加元素を加えて用いられており、それらが誘電率の温度依存性にあたえる影響およびそのメカニズムの解明が求められていた。
 今回、同グループは、代表的なMLCC材料であるBaTiO3の誘電率の温度依存性をシェルモデルを用いた分子動力学法計算と呼ばれる理論計算により、原子レベルで誘電率をシミュレーションできる技術の開発に成功した。この手法を用いることにより、これまで有効ハミルトニアン法などでは研究することが難しかった添加元素が誘電率の温度依存性に与える影響をシミュレーションすることが可能になる。
本結果により、MLCC材料中の誘電率の温度依存性の起源の一端が原子レベルで明らかになったことを受け、この分野の研究が促進され,高性能MLCC開発にさらに拍車がかかるものと期待されている。

本成果の発表
 本研究の成果は、イギリス学術誌モレキュラー シミュレーション(Molecular Simulation)電子版7月28日に掲載された。

キーワード
積層セラミックスコンデンサ(MLCC)
チタン酸バリウム(BaTiO3)
誘電率温度依存性
分子動力学計算
JFCCナノ構造研究所





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