51探花

【発表のポイント】

• 特殊な电子状态に起因した极性构造（注1）を持つバナジン酸铅とコバルト酸ビスマスを固溶させると、1:1に近い组成において、非极性の常诱电体（注2）构造が出现することを発见しました。
• この结晶构造変化の起源は、バナジウムイオンとコバルトイオンの间の电子の授受（金属间电荷移动）によることを明らかにしました。
• 强诱电体?圧电体（注3,4）材料や巨大负热膨张（注5）材料の开発に新しい知见を与える研究成果です。

【概要】

次世代デバイス開発やエネルギー問題の解決のために、強誘電体?圧電体材料や負熱膨張材料の優れた新素材の開発が求められています。东北大学多元物质科学研究所 山本孟助教、木村宏之教授、戸田薫大学院生（理学研究科）らの研究グループは、特殊な電子状態に起因して極性構造を示すペロブスカイト型酸化物（注6）、バナジン酸鉛（PbVO₃）とコバルト酸ビスマス（叠颈颁辞翱₃）の固溶体（注7）において、组成変化により、巨大な体积変化を伴う常诱电相への结晶构造変化が起こることを発见しました。また、诱电体特性の1つである自発电気分极（注8）の制御にも成功しました。これらの変化の起源は、バナジウムイオンとコバルトイオンの间の电子の授受（金属间电荷移动）によるものであることを明らかにしました。この発见は、强诱电体?圧电体材料や巨大负热膨张材料などの新たな机能性材料の开発につながる成果です。

同研究グループには、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 東正樹教授、重松圭助教、酒井雄樹特定助教（以上3名は神奈川県立産業技術総合研究所併任）、西久保匠研究員、大阪府立大学 山田幾也准教授、高エネルギー加速器研究機構（KEK）物質構造科学研究所 佐賀山基准教授、高輝度光科学研究センター 水牧仁一朗主幹研究員および新田清文研究員が参加しました。

本成果は2020年8月11日（米国時間）にChemistry of Materials誌 でオンライン公開されました。

図1：(1-虫)笔产痴翱₃-xBiCoO₃固溶体における结晶构造変化と金属间电荷移动

【用语解説】

注1．极性构造：阳イオンと阴イオンの重心が一致しない结晶构造。非极性构造はこれらの重心が一致するもの

。

注2.　常诱电体（相）：电気分极を持たない（非极性の）物质および结晶构造。特に导电性よりも诱电性が优位なものを指す。

注3．强诱电体：外部电场がなくとも电気分极の方向が揃っており、外部电场によってその方向が反転する物质。强诱电性はその性质。外部电场による电気分极の反転が起こらないものは、焦电体という。

注4．圧电体：応力をかけると物质の表面に电荷が现れ、电界を印加すると変形する物质のこと。圧电性はその性质。强诱电体と焦电体は圧电性を示す。

注5．负热膨张：温めると体积が収缩する性质。

注6．ペロブスカイト型酸化物：一般式础叠翱₃で表される元素组成を持った金属酸化物の代表的な结晶构造をもつ酸化物。

注7．固溶体：2种以上の物质が混合した均一な固相。

注8．自発电気分极：阳イオンと负イオンの重心がずれるため生じる电荷の偏り。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
担当：山本 孟（やまもと はじめ）
电话：022-217-5355
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（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所 広報情報室
电话：022-217-5198
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