【成果創出加速プログラム】蛍石型強誘電体の分極反転における原子の動きをリアルタイムに直接観察

京都大学化学研究所の菅大介准教授（研究当時、現・大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻教授）、Yufan Shen博士課程学生（研究当時）、槇麟太郎修士課程学生、島川祐一教授のグループは、一般財団法人ファインセラミックスセンターの大江耕介客員研究員、設樂一希上級研究員、小林俊介主任研究員、ならびにオーストラリア・モナッシュ大学のJoanne Etheridge教授と共同で、超高感度に物質内部の原子の並びを可視化できる最適明視野走査透過電子顕微鏡（OBF STEM）法を活用し、蛍石型強誘電体であるZrO2（酸化ジルコニウム）においてわずか0.1秒程度で生じる分極反転中の一連の原子の動きを捉えることに成功しました。
その結果、分極反転は中間的な原子構造を経由することが分かり、さらにZrO2にHf（ハフニウム）を添加したHf0.5Zr0.5O2における計測との比較から、Hf添加が原子の動き方を大きく変えることを明らかにしました。この結果に第一原理計算を組み合わせた結果、添加元素によって分極反転の起きやすさをコントロールできることが示されました。

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