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特集　強誘電体・誘電体材料研究最前線 2016

セラミックス材料において強誘電体・誘電体材料は重要な材料群を形成し， 近年， ペロブスカイト以外の構造で強誘電体材料開発，マルチフェロイック材料，酸窒化物強誘電体材料など新しい材料研究の展開が図られております．本特集ではこれら強誘電体・ 誘電体材料の最新の研究成果を紹介していただきます．　（特集担当：森分博紀（ファインセラミックスセンター）

■ 非ペロブスカイト型酸化物強誘電体開発

伊藤　　満・濵嵜　容丞・安井伸太郎

過去1世紀にわたる強誘電体開発の歴史を簡単に振り返り，最近話題となっている非ペロブスカイト系酸化物で4配位系を中心にそのきっかけとなった背景を説明し，非ペロブスカイト型強誘電体研究の重要性を説明する．

■ セラミックス誘電体の絶縁破壊機構とその温度依存性

鶴見　敬章・山崎　幹雄・保科　拓也・武田　博明

誘電体セラミックスの絶縁耐圧が温度によりどのように変化し，どのようなメカニズムで解釈されるかという研究例はあまりない．そこで本稿では，これらの点について研究グループで行った最近の成果を紹介する．

■ 社会に貢献した誘電体セラミックスの歴史

坂部　行雄

今なおセラミックコンデンサの主材料であるチタン酸バリウムが発見されるに至った過程を日米欧であまり知られていない歴史的事実を交えて解説した．

■ 高温キャパシタ応用へ向けた非鉛反強誘電体の材料設計

清水　寛之

本稿では，非鉛反強誘電体ニオブ酸ナトリウムの反強誘電性を安定化させるための材料設計指針を提案し，その効果の実証例として特異な構造相転移やドメイン構造ついての考察を紹介する．

■ 高温対応誘電体(K,Na)NbO₃-SrZrO₃の誘電特性と微構造

阿満三四郎・久保　啓子・秋場　博樹・岩永　大介

MLCCの動作保証温度の高温化に対応した誘電体の開発が求められている．200℃環境下でも安定な比誘電率の温度特性を示す誘電体材料(K,Na)NbO₃-SrZrO₃の誘電特性と微構造の関係性について紹介する．

■ 強誘電性シリケートBi₂SiO₅

谷口　博基

室温にて強誘電性を示す初めてのシリケート，ケイ酸ビスマス（Bi₂SiO₅）における強誘電性の発現機構と自発分極の起源を、結晶構造と格子振動ダイナミクスの両観点から概観する．

■ XAFSとPDFを併用した強誘電体の局所構造解析

米田　安宏

放射光偏光電磁石ビームラインはアンジュレータビームラインに比べると4桁落ちの強度であるが，時間的な安定性が高く汎用性も高い．この汎用性の高さをいかして強誘電体の平均構造と局所構造を解析した例を概説する．

■ 非鉛強誘電体の発電応用とマルチフェロイックの可能性

木村　秀夫・Zengmei WANG・Tingting JIA・Hongyang ZHAO・Zhenxiang CHENG

小規模でもin-situ電源として新しいエネルギーハーベストが期待される．圧電体振動発電の使い勝手が良いが，環境下での使用を考えると非鉛圧電体が望まれる．非鉛強誘電体圧電体が有望だが，マルチフェロイック材料の利用も進められている．

■ BaTiO₃におけるKF置換で誘起される臨界現象

塚田　真也・秋重　幸邦

KF置換BaTiO₃の相転移の振る舞いを紹介する．KF置換により三重臨界点が現れる結果，大きな圧電・誘電応答が生じていることがわかった．最も電気陰性度が大きいFでOを置換することは共有結合を制御することにつながり，BaやTiサイトの置換にはない顕著な変化を観ることができて興味深い．

■ 第一原理計算と高精度実験との連携による強誘電体研究

森分　博紀・小西　綾子

本稿では第一原理計算と高精度な実験との連携による強誘電材料研究の筆者らの最近の成果をAgNbO₃とウルツ鉱型ZnOを一例として解説する．

■ 計算科学によるペロブスカイト材料の機能デザイン

本多　淳史・鈴木祥一郎・檜貝　信一

第一原理計算をはじめとする計算科学の活用により，材料が発現すべき機能を原子レベルで設計することは，いまや夢物語ではない．本稿では，ペロブスカイト材料へのSn添加を例として，計算科学による機能デザインについて紹介する．