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3Dモデル（JSmol）
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| カルシウムチタン酸カルシウムO12 | |
| モル質量 | 614.1789 グラム/モル |
| 外観 | 茶色の固体 |
| 密度 | 4.7 g/cm 3、固体 |
| 融点 | >1000℃ |
| 構造 | |
| キュービック | |
| Im3、No.204 | |
7.391Å
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| 危険 | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
| 安全データシート（SDS） | 外部MSDS |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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チタン酸銅カルシウム（CCTOとも略される、酸化 チタン 銅 カルシウムの略）は、化学式CaCu 3 Ti 4 O 12で表される無機化合物です。室温で10,000を超える非常に大きな誘電率（実効比誘電率）を持つことで知られています。 [1]
歴史
CCTO は 1967 年にアルフレッド・デシャンブレスとその同僚によって初めて合成されました。構造的特徴はわかっていましたが、物理的特性は測定されていませんでした。2000 年に、デュポン中央研究開発部門のマス・スブラマニアンとその同僚は、 CCTO が10,000 を超える誘電率を示すことを発見しました。これは、常温で定数が 300 である通常の誘電体SrTiO 3と比較して高い値です。それ以来、CCTO はコンデンサー用途で広く使用されています。 [疑わしい–議論する]
合成と構造
この結晶構造を形成する化合物のほとんどは高圧条件下で生成されます。ただし、純粋な CCTO は、1000 ～ 1200 °C の温度で金属炭酸塩と酸化物の前駆物質を密接に混合することにより、標準的な固体法で簡単に合成できます。
- 4TiO 2 + CaCO 3 + 3CuO → CaCu 3 Ti 4 O 12 + CO 2
CaCu 3 Ti 4 O 12構造タイプは、GdFeO 3と同様に、八面体傾斜歪みによって立方ペロブスカイト構造から派生しています。どちらの場合も、歪みは A カチオンのサイズと立方ReO 3ネットワーク間の不一致によって発生します。ただし、CaCu 3 Ti 4 O 12と GdFeO 3は、八面体傾斜の異なるパターンを採用しています (Glazer 表記では a − b + a −と a + a + a + )。GdFeO 3構造に関連する八面体傾斜歪みにより、すべての A カチオン環境が同一である構造になります。対照的に、CaCu 3 Ti 4 O 12構造に関連する八面体の傾斜歪みは、A陽イオン部位（A "部位）の75％が正方形平面配位を持ち、A陽イオン部位の25％が12配位のままである構造を生成する。正方形平面部位は、ほとんどの場合、 Cu 2+またはMn 3+などのヤーンテラーイオンで満たされているが、A'サイトは常により大きなイオンで占められている。[2]
誘電特性
クラウジウス-モソッティの関係を用いると、計算された固有誘電率は49となるはずです。[3]しかし、CCTOは1MHzで10,200以上の誘電率を示し、約300℃まで低い誘電正接を示します。 [4] [5]さらに、比誘電率は周波数の低下とともに増加します（1MHzから1kHzの範囲）。
巨大誘電現象は、結晶構造に関連する固有の特性ではなく、粒界（内部）バリア層容量（IBLC）に起因する。[1] [4]有効誘電率値が10,000を超えるこのバリア層電気微細構造は、約1100°Cの空気中での単一ステップ処理で製造できる。したがって、CCTOは、同様の容量のIBLCを製造するために複雑で多段階の処理ルートを必要とする現在使用されているBaTiO 3ベースの材料に代わる魅力的な選択肢である。[6]
観測された誘電率と計算された固有定数の間には大きな相違があるため、この現象の真の原因は未だ議論が続いている。[7]
参考文献
- ^ ab Subramanian, MA; Li, Dong; Duan, N.; Reisner, BA; Sleight, AW (2000-05-01). 「ACu3Ti4O12 および ACu3Ti3FeO12 相における高誘電率」. Journal of Solid State Chemistry . 151 (2): 323–325. Bibcode :2000JSSCh.151..323S. doi :10.1006/jssc.2000.8703.
- ^ “CaCu3Ti4O12 (ペロブスカイト)”。chemistry.osu.edu。2016年9月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年7月4日閲覧。
- ^ Shannon, RD (1993-01-01). 「酸化物およびフッ化物中のイオンの誘電分極率」. Journal of Applied Physics . 73 (1): 348–366. Bibcode :1993JAP....73..348S. doi :10.1063/1.353856. ISSN 0021-8979.
- ^ ab Subramanian, MA; Sleight, AW (2002-03-01). 「ACu3Ti4O12 および ACu3Ru4O12 ペロブスカイト: 高誘電率と原子価縮退」. Solid State Sciences . 4 (3): 347–351. Bibcode :2002SSSci...4..347S. doi :10.1016/S1293-2558(01)01262-6.
- ^ Ramirez, A. P; Subramanian, M. A; Gardel, M; Blumberg, G; Li, D; Vogt, T; Shapiro, S. M (2000-06-19). 「チタン酸銅における巨大誘電率応答」. Solid State Communications . 115 (5): 217–220. Bibcode :2000SSCom.115..217R. doi :10.1016/S0038-1098(00)00182-4.
- ^ Sinclair, Derek C.; Adams, Timothy B.; Morrison, Finlay D.; West, Anthony R. (2002-03-25). 「CaCu3Ti4O12: ワンステップ内部バリア層コンデンサ」. Applied Physics Letters . 80 (12): 2153–2155. Bibcode :2002ApPhL..80.2153S. doi :10.1063/1.1463211. ISSN 0003-6951.
- ^ Research in Progress 2010、 Wayback Machineに 2015-09-24 アーカイブ、シェフィールド大学。
外部リンク
- Ahmadipour, Mohsen; Ain, Mohd Fadzil; Ahmad, Zainal Arifin (2016 年 3 月 30 日)。「銅カルシウムチタン酸塩 (CCTO) 電気セラミックの簡単なレビュー: 合成、誘電特性、フィルム堆積、およびセンシング アプリケーション」。Nano - Micro Letters。8 ( 4 ) : 291–311。Bibcode :2016NML ..... 8..291A。doi :10.1007/s40820-016-0089-1。PMC 6223690。PMID 30460289。
