【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.09】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24UT0076

利用課題名 / Title

ペロブスカイト型酸窒化物単結晶のフラックス育成および強誘電性評価

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

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）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis

【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

環境制御マニュアルプローバステーション,強誘電体材料, 蓄電関連材料,X線回折/ X-ray diffraction,エネルギー貯蔵/ Energy storage,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique, 質量分析/ Mass spectrometry

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

明治大学大学院理工学研究科

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

松井裕章

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

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

UT-305：環境制御マニュアルプローバステーション

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、その物性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物性(特に、誘電特性および強誘電性)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東京大学の設備(環境制御マニュアルプローバステーションFCE1EEA-200型)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)の単結晶を含む試料 (Ti/Agペースト/BaTaO₂N単結晶/Agペースト/Ti/In)を銅線で環境制御マニュアルプローバステーションFCE1EEA-200型に接続し、室温下で強誘電体分極評価測定を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

室温下でBaTaO₂Nの単結晶について強誘電性の評価を行った。その結果、Figure1 に示すような曲線が確認された。この結果から、本研究でフラックス育成したBaTaO₂Nの単結晶のP-E ヒステリシス曲線は抵抗的な挙動を示し、強誘電性のヒステリシス曲線を示さなかった。測定時の周波数や印加電圧の異なる条件で測定を行ったが、強誘電性を示唆する結果は得られなかった。その理由として、単結晶の試料の化学組成がバリウム不足および窒化不足であり、絶縁性の低下によるリーク電流の発生が要因として考えられる。今後は、単結晶の化学組成を精密に制御することで、リーク電流を抑制することで環境制御マニュアルプローバステーションFCE1EEA-200型により強誘電性の分極値を再測定する。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Figure 1. Hysteresis curve observed for the single crystal of perovskite-type oxynitride (BaTaO₂N).

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

本研究を遂行するにあたり、ご協力いただいた松井裕章様(東京大学)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.

1. 原田銀士, 我田元, “NH3 アシスト BaCl2 フラックス法による BaTaO2N 結晶の育成および結晶成長機構の調査” 日本セラミックス協会 第 37 回秋季シンポジウム (愛知), 令和6年9月10日
2. Ginji Harada, Mirabbos Hojamberdiev, Hajime Wagata, “Growth of BaTaO2N Crystals by an NH3-Assisted BaCl2 Flux Method” European Materials Research Society (E-MRS) Fall Meeting 2024 (Poland), 令和6年9月19日
3. 原田銀士, 我田元, “NH3アシストBaCl2フラックス法によるBaTaO2N結晶の育成および誘電特性評価” 日本セラミックス協会電子材料部会 第44回電子材料研究討論会プログラム (愛知), 令和6年11月22日

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