【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.23】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24UT0264

利用課題名 / Title

他元素固溶による新規誘電体材料の開発

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）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）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（副 / Sub）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

キーワード / Keywords

強誘電体材料・デバイス,エレクトロセラミクス,電子顕微鏡/ Electronic microscope,イオンミリング/ Ion milling

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)

中條 雅門

所属名 / Affiliation

日本化学工業株式会社

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

国枝武久,金輪諒太郎

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

押川浩之,森田真理

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

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

UT-154：イオンスライサー
UT-157：TEM用ハイスループットイオン研磨システム
UT-005：原子分解能元素マッピング構造解析装置

報告書データ / Report

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

積層型セラミックスコンデンサの用途の広がりから材料である誘電体材料にも様々な特性が求められており、新規の誘電体材料を探索することは重要である。本研究では新規誘電体材料の開発の一環として、既存の誘電体材料であるチタン酸バリウム(BT)に他元素を固溶させることで特性を改善させる試みを行っており、固溶元素の置換位置の選択性や結晶構造の変化を高解像度TEM分析で観察することを目的としている。

実験 / Experimental

BTおよびBTにストロンチウムを固溶させた試料を観察対象として、それぞれイオンスライサー(JEOL,EM-09100IS)を用いて観察試料台を作製した。それぞれSTEM(JEOL,JEM-ARM200F Thermal FE STEM)により観察を行ったが、観察試料は多結晶体の粒子であり観察方位はランダムであるため所望の方位が観察できる粒子を選別した。(001)面を向いた粒子についてEDS元素分析を行い添加元素がバリウムサイト・チタンサイトのどちらに偏在するかを確認できるか検討した。

結果と考察 / Results and Discussion

EDS元素分析に用いるバリウムおよびチタンの特性X線エネルギーはそれぞれ4.47keVおよび4.51keVでありピーク分離が困難であると思われたが、BTのEDS元素分析でバリウム原子とチタン原子を区別してマッピングすることが可能であった(図1)。これにより他元素を固溶させたBTについてもEDSで元素分析することで他元素がどちらのサイトに固溶しているかを確かめることができることが分かった。ストロンチウムが10mol%固溶したBTについて同様にEDS元素分析を行ったがストロンチウム濃度が低かったためマッピングできず置換位置を特定するには至らなかった。今後はストロンチウムの固溶量を増加させたサンプルで観察のやり直しや、ストロンチウム以外の元素を固溶させたBTの観察を行う予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 BTのEDS分析結果。左から(a)暗視野(b)バリウム(c)チタン(d)バリウムおよびチタンの重ね合わせ像。

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

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