室温でのチタン酸バリウムに観察される強誘電相の90度ドメイン壁を、原子スケールでのシミュレーションで初めて再現することに成功し、外部電場印加による壁の移動速度に方向依存性があることを示した。チタン酸バリウムは鉛フリーの強誘電体として再注目されており。その内部に形成されるドメイン壁の理論解析は、圧電特性等を改善するための基礎である。一方、これまでの原子論的シミュレーションでは、鉛系強誘電体であるチタン酸鉛で成功した方法を用いても、チタン酸バリウムの90°ドメイン壁は再現できていなかった。我々は、過去に例がない大規模なシミュレーション系を用いることで、チタン酸バリウムの室温での90°ドメイン壁を実現した。本成果は、環境保護の観点から望まれている非鉛系強誘電体材料の機能向上に繋がると期待できる。

尾形研究室

掲載論文のウェブサイト：Journal of Applied Physics