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透過型電子顕微鏡を用いた酸化物誘電体の微細構造解析

机译：用透射电子显微镜分析氧化物电介质的微观结构

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近年，環境問題の関心が高まり有害金属の使用規制が　進められている．その中で，アクチュエーターなどの応用　に用いられている鉛系圧電材料に代替する鉛を含まない　圧電材料の開発が強く求められている，しかしながら，チタン酸ジルコン酸鉛（PbZr1－xTixO_3，PZT）や（1－x）pb（Mg_(1/3)Nb_(2/3)）O_3－XPbTiO_3（（1－X）PMN－XPT）に匹敵する圧電特性をもつ非鉛系圧電材料は現在のところ存在していない．PZTや（1－x）PMN－xPTでみられる大きな圧電性は，モルフォトロビック相境界（MPB）と呼ばれる正方晶構造と菱面体構造の相境界の存在と密接に関係している．例えばPZTでは，x＝0．5付近に，温度軸に対してほぼ平行な正方晶構造と菱面体構造の相境界（MPB）領域が存在し，MPB領域において大きな圧電特性が見出されている·N。hedaらはシンクロトロン放射光を用いて，PZTのMPB領域の結晶構造の詳細を調べ，（110）面内に分極ベクトルをもつ強誘電単斜晶構造の存在を見出した．図1aにPZTのx＝0．5付近での相国を示す．この相国から，Ti置換量（X）の増加とともに，室温付近の温度域において強誘電菱面体晶構造から強誘電単斜晶構造を経て, 強誘電正方晶構造へと構造変化することがわかる．つまり，MPB領域に存在する強誘電単斜晶構造は，強誘電菱面体晶構造と強誘電正方晶構造を橋渡しする結晶構造をしており，強誘電単斜晶構造の分極ベクトルも強誘電正方晶構造での［001］方向と強誘電菱面体晶構造の［111］方向をつなぐ分極ベクトルを有していると考えられる．
机译：近年来，人们对环境问题的兴趣增加了，并且对有害金属的使用提出了限制。其中，强烈要求开发无铅压电材料，以代替用于致动器等应用中的铅基压电材料。当前，存在无铅压电材料，其压电性能可与（1-x）pb（Mg_（1/3）Nb_（2/3））O_3-XPbTiO_3（（1-X）PMN-XPT）相比。尚未完成。在PZT和（1-x）PMN-xPT中发现的大压电性与矩形结构和菱形结构之间称为相变相界（MPB）的相界的存在密切相关。例如，在PZT中，存在正方形结构和菱形结构的相边界（MPB）区域，其几乎平行于x ＝ 0.5附近的温度轴，并且在MPB区域中发现大的压电特性。 ·N。 Heda等人使用同步加速器辐射研究了PZT MPB区域的晶体结构的细节，发现存在一个在（110）平面具有极化矢量的强电介质单斜晶体结构。图1a显示了x = 0.5附近的PZT陪伴。从该阶段可以看出，随着Ti取代量（X）的增加，在接近室温的温度范围内，结构从强电介质菱面体晶体结构经由强电介质单色晶体结构改变为强电介质方晶体结构。换句话说，存在于MPB区域中的强电介质单斜晶结构具有桥接强电介质斜面体结构和强电介质方晶结构的晶体结构，并且强电介质单斜晶体结构的偏振矢量也是强电介质方晶。认为具有连接晶体结构的[001]方向和强电介质菱面体晶体结构的[111]方向的极化矢量。

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