9/30 チタン酸バリウムの基礎・物性と積層セラミックスコンデンサ開発の課題

チタン酸バリウムの基礎・物性と積層セラミックスコンデンサ開発の課題

～誘電分極機構、サイズ効果、絶縁信頼性～

講師

東京科学大学　物質理工学院　材料系　教授　博士　（工学）　保科 拓也　氏

■略歴
2006年4月　日本学術振興会　特別研究員（DC2）
2007年4月　日本学術振興会　特別研究員（PD）
2008年4月　東京工業大学　特別研究員
2008年7月　東京工業大学　研究員
2008年10月　東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 助教
2016年8月～11月および2017年2月～3月　スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL） 客員研究員（兼任）
2018年4月　東京工業大学物質理工学院材料系　テニュアトラック助教
2019年4月　東京工業大学物質理工学院材料系　准教授
2022年10月～2024年9月　文部科学省　学術調査官（兼任）
2024年11月　東京科学大学物質理工学院材料系　教授

■専門
無機機能性材料（誘電体、強誘電体、圧電体等）

セミナー趣旨

積層セラミックスコンデンサ（MLCC）は、ファインセラミックス産業最大の製品である。MLCCの誘電体層の主原料であるチタン酸バリウムは誘電体産業におけるエース材料として確固たる地位を築いているが、その最たる要因は使用温度域で誘電率が非常に高いことである。
　本講演では、まずこの理由を分極機構に基づいて詳しく解説する。一方、MLCCの小型化・高容量化・高性能化のためには、幾つかの技術的課題が山積している。特に、チタン酸バリウムの誘電率がグレインサイズによって変化する「サイズ効果」や、高温・高電界下での「絶縁信頼性」は次世代のMLCCを開発する上で重要な知見であると考えられるので、これらを決める要因について起源から詳しく説明する。

セミナー講演内容

1．はじめに

2．積層セラミックスコンデンサの基礎と技術的課題
　2-1 MLCCの市場
　2-2 MLCCの役割
　2-3 MLCCの構造的特徴
　2-4 MLCCの小型化・大容量化
　2-5 MLCCの製造方法
　2-6 MLCCの現状と技術課題

3．誘電現象の基礎とチタン酸バリウムの誘電分極機構
　3-1 誘電現象
　3-2 誘電性の微視的起源：誘電分極機構
　3-3 チタン酸バリウムの強誘電性
　3-4 チタン酸バリウムの結晶構造と物性
　3-5 チタン酸バリウムの誘電分極機構
　3-6 リラクサー強誘電体の分極機構

4．チタン酸バリウム系強誘電体のサイズ効果
　4-1 チタン酸バリウム微粒子のサイズ効果
　4-2 チタン酸バリウムセラミックスのサイズ効果
　4-3 圧電特性のグレインサイズ依存性
　4-4 微量添加物のサイズ効果への影響

5．MLCCの絶縁信頼性
　5-1 誘電材料への耐還元性の付与
　5-2 チタン酸バリウムの欠陥化学
　5-3 誘電体の絶縁破壊現象
　5-4 高温・高耐圧誘電体材料の設計指針

6．まとめ

質疑応答

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