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酸化亜鉛薄膜における強誘電性の発現を理論計算より予測 〜有害な鉛を使わない強誘電体材料の開発に新たな道〜

本研究の【概要詳細

1.現状
 強誘電体材料はインクジェットプリンター、携帯電話、テレビ、カメラなどあらゆる機器に使われており、私たちの便利な生活を支える重要な材料のひとつです。しかしながら、現在使われている多くの強誘電体には鉛等の有害元素や希少元素が含まれていることが問題となっています。このため、毒性がなく豊富で安価な元素を用いた強誘電体材料の開発が求められています。


2.本研究の成果
 この度、ファインセラミックスセンターでは、最新の理論計算により酸化亜鉛のように単純な結晶構造が強誘電体となる可能性があることを明らかにしました。また、酸化亜鉛を薄膜にすることによって、強誘電性がより現れやすくなるであろうことも示しました。(詳細は次ページ以降で説明します。)

図1. 今回予測された酸化亜鉛の強誘電性のメカニズム
外から電場を与えると、電荷の偏りが電場と同じ方向になるように亜鉛(Zn)が動く。


3.今後の展開
 本成果の理論計算を基にし、酸化亜鉛の強誘電性の実証に向けて研究を進めていきます。酸化亜鉛のように非鉛で安価な材料が強誘電体となれば、環境に優しい強誘電材料開発に大きく貢献でき、強誘電体材料の開発に新たな道を与えると期待されています。

※本成果は2016年9月7日に米国物理学協会誌「Applied Physics Letters」電子版に掲載されました。

※本研究の一部は、JSPS科研費新学術領域研究「ナノ構造情報」(課題番号25106008),JSPS科研費「基盤研究A」(課題番号23246113)、および科学技術振興機構 (JST) のイノベーションハブ構築支援事業の「情報統合型物質・材料開発イニシアティブ (MI2I)」、の一環として実施した結果から得られた成果です。


本研究の詳細はこちら
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