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ペロブスカイトとは?

ぺろぶすかいと

ペロブスカイトとは、特定の結晶構造(ABX₃型)を持つ化合物群の総称で、太陽電池や電子材料への応用で注目される物質です。

ペロブスカイト(Perovskite)とは、カルシウムチタン酸(CaTiO₃)に代表されるABX₃型の結晶構造を持つ化合物の総称です。名称はロシア鉱物学者レフ・ペロフスキーにちなんで付けられました。構造的には大きなA陽イオンとBの遷移金属陽イオン、そしてX陰イオン(酸素やハロゲン)で構成される八面体格子です。

ペロブスカイト構造の化合物は多様な特性を示します。

  • 強誘電性:チタン酸バリウム(BaTiO₃)はコンデンサの誘電体として使われる
  • 圧電性:PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)は超音波センサー・アクチュエータに利用される
  • 超伝導性:一部の酸化物ペロブスカイトで高温超伝導が発現する
  • 巨大磁気抵抗:マンガン酸化物系でスピントロニクスへの応用が研究される

近年とくに注目を集めているのがハライドペロブスカイト太陽電池です。メチルアンモニウム鉛ヨウ化物(CH₃NH₃PbI₃)などの有機-無機ハイブリッド型材料は、シリコン太陽電池に匹敵する変換効率(25%超)を低コストで実現できる可能性から、次世代太陽電池として世界中で研究が進んでいます。一方、鉛を含む材料の環境・安全性への懸念から、鉛フリー代替材料の開発も課題となっています。

使い方・例文

スマートフォンやカメラに内蔵されているセラミックコンデンサの誘電体にはチタン酸バリウム(ペロブスカイト構造)が使われており、電子機器の小型化・高性能化を支える素材として身近に存在しています。

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