イオン伝導と強誘電の⼆⼑流!

~ イオン輸送を⽤いた極性機能の新提案 ~

ポイント

・⼀般的に強誘電体は絶縁体であり、電場に応答してイオンが流れる伝導体では強誘電性を⽰しえないと考えられていた。
・空間反転対称性の破れた結晶構造をもつプロトン伝導体を合成し、プロトン伝導の整流性(⼀⽅向に流れやすく、逆⽅向に流れにくい性質)に基づく強誘電的性質を⽰すことを発⾒した。
・従来の強誘電体の約1000倍の15mC/cm²を達成した。

概要

 電場で分極方向をスイッチすることのできる強誘電体は種々のセンサーやメモリなどに用いられる実用材料であり、分極値の向上は機能性向上のための根幹をなす重要なテーマです。そのため無機から有機物質まで幅広く物質探索が行われてきましたが、そのすべては絶縁体でした。これは、電場に応答してイオンや電子が流れる伝導体では、分極を反転させることができず強誘電特性が発現しないと考えられていたためです。
 今回、九州大学大学院理学研究院の博士課程の柳澤純一氏(2023年学位取得)、Benjamin Le Ouay助教、大谷亮准教授、大場正昭教授らは、東北大学大学院理学研究科の青山拓也助教、東京工業大学理学院の藤井孝太郎助教・八島正和教授、学習院大学大学院自然科学研究科の稲熊宜之教授、ファインセラミックスセンターの桑原彰秀博士・設楽一希博士、熊本大学大学院先端科学研究部の速水真也教授と共同で、空間反転対称性の破れた新規シアノ金属錯体 K₂MnN(CN)₄×H₂O を開発し、室温で 1.3×10⁻⁵ S/cm 程度のプロトン伝導体であると同時に 15 mC/cm²の巨大な分極値をもつ強誘電体であることを発見しました。この「強誘電イオン伝導体」の機能は空間反転対称性の破れとプロトン伝導が強く相関したプロトン整流特性に基づいており、伝導したプロトンが骨格の分極値を大幅に増幅していることを明らかにしました。
 本研究成果は、2024年1月2日(火)に アメリカ化学会 (ACS) の国際学術誌「Journal of the American Chemical Society」にオンライン掲載されました。

詳細

詳細はプレスリリースをご参照ください。

ブドウを根頭がんしゅ病から守る!

【2/29開催】令和5年度「障害のある学生のためのキャリアガイダンス」

関連記事

  1. 令和4年度第3回I²CNER Webinar

    令和4年度第3回I²CNER Webinarカーボンニュートラル・エ…

  2. 非典型的開始コドンからの翻訳開始機構を解明

    -がん等の治療法開発に期待- 九州大学生体防御医学研究所の中山 敬一…

  3. 人工知能であらゆる疾患の治療薬を見つける方法を開…

    〜 新型コロナウイルス(含デルタ株)治療薬候補の発見に成功 〜 ※注…

  4. AIが化学反応の行方を説明してくれる!

    ―コンピュータシミュレーションに対して説明を与える人工知能の応用―ポ…

  5. 中性子寿命の謎、解明に向けた新実験が始動

    ―第3の手法により中性子寿命問題の解明に挑む―ポイント・新しい手…

  6. 好熱性シアノバクテリアから新規多量体構造の光捕集…

    好熱性シアノバクテリアから新規多量体構造の光捕集色素タンパク質を発見…

  7. 第18回有機光エレクトロニクス産業化研究会

    「クロスリアリティ(XR)関連技術の最前線 ~ 有機EL技術活用の可能性を…

  8. 【オンラインのみへ変更】第12回九州工学教育協会…

    【オンラインのみへ変更】第12回九州工学教育協会シンポジウム「企業連携教育と…