【研究分野】デバイス関連化学

【研究領域課題番号】16H02301 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

強誘電体 / 結晶構造 / 圧電性 / 有機材料 / 電子状態計算 / ドメイン構造 / 分子性固体 / 誘電体物性 / 電子・電気材料 / 圧電体 / 第一原理電子状態計算

【研究成果の概要】

本課題では、有機物質の強誘電性について、分極反転動作を最適化できる有効な手法を見出した。これにより、分極や圧電性を、物質固有の特性値として再現性良く評価が可能となり、理論計算にも裏付けられる形で高性能化の材料設計指針が得られた。クロコン酸では、自発分極特性を有機系で最高かつ無機材料と肩を並べるレベルまで更新できた。電場誘起相変化の機能として、四角酸では、大きな静電エネルギー密度を高効率で貯蔵できる分極履歴特性を見出し、ナフトイミダゾールではPZTに迫る電場誘起ひずみを見出した。強誘電体のドメイン構造を、大面積・一括・非接触で迅速に可視化する新たな手法「強誘電体電界変調イメージング」を開発した。

【研究の社会的意義】

エレクトロニクスからメカトロニクス、エネルギーハーベスティングまで多岐にわたる応用で古くから注目され続けている強誘電体は、極めて有毒な鉛を高濃度で含む材料が未だに広く用いられている。本課題では、鉛フリーで軽量、柔軟性や簡易プロセス適合性を活かした新たな応用展開が期待される有機物質においても、強誘電体材料候補の潜在的宝庫であるうえ、無機材料に肩を並べる特性や見逃されていた優れた機能が実験、理論両面で実証できたことで、材料開発を促すインパクトを与えたといってよいだろう。FFMI法は非接触で簡易なドメイン構造測定手法として、今後有機強誘電体を始め様々な材料に展開されるものと期待される。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】47,320千円 (直接経費: 36,400千円、間接経費: 10,920千円)