【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.18】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24NR0055

利用課題名 / Title

ペロブスカイト型酸窒化物単結晶の育成

利用した実施機関 / Support Institute

奈良先端科学技術大学院大学 / NAIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed

キーワード / Keywords

強誘電体材料, 蓄電関連材料, 第二高調波発生, 結晶構造, 中心対称性

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

原田 銀士

所属名 / Affiliation

明治大学理工学研究科応用化学専攻

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

片尾昇平

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NR-406：光ダイナミクス分光装置.

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

ペロブスカイト型酸窒化物は高い比誘電率を有しており、その温度依存性が低いことから誘電体や強誘電体として注目されている。しかしながら、その結晶構造に関しては未だ不明な部分が多く残っている。そのため、ペロブスカイト型酸窒化物の中心対称性を含む結晶構造を正確に評価するために、フラックス法により育成した単結晶について奈良先端科学技術大学院大学の設備を利用して測定を行った。

実験 / Experimental

ペロブスカイト型酸窒化物 (BaTaO₂N)の単結晶をガラスニードルで固定して、光ダイナミクス分光装置の第2第3高調波発生器（Coherent, SHG/THG9300 Femto）を用いて入射レーザー波長 800 nm で第二高調波発生 (SHG)の有無による中心対称性の観測を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

中心対称性の有無の判定のために、単結晶に対して波長 800 nm のレーザーを照射し、波長 400 nm 付近のスペクトルを測定した。Figure 1 に示した 400 nm 付近の SHG スペクトルの測定結果から、第二高調波に一致するスペクトルは確認されなかった。これは、BaTaO₂N 結晶構造が中心対称性を有することを示唆している。既報¹の微結晶 (3 μm) での微弱な SHG ピークの検出は、酸素・窒素の cis-TaO₄N₂ 配置に起因した局所的な中心対称性の破れによる空間群 Pmc2₁ が原因であると考えられていた。² 本研究では、既報¹よりも結晶サイズが大きく、バルクの平均構造 Pm-3mが支配的となり、SHG が観測されなかったと考えられる。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Figure 1. SHG spectrum acquired from the BaTaO₂N single crystal.

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

<参考文献>
[1] A. Hosono et al., Inorg. Chem., 2019, 58, 8938-8942.
[2] Y. Masubuchi et al., Chem. Mater., 2024, 36, 7504-7513. 

<謝辞>
 本研究を遂行するにあたり、ご協力いただいた片尾昇平様(奈良先端科学技術大学院大学)に深く感謝いたします。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件