
　キッテルの『固体物理学入門』の第１章から第４章ま
　でと誘電体／強誘電体の章だけを読めばはじめられる
　　「強誘電体の分子動力学シミュレーション入門」

　　　　　東北大学　金属材料研究所　西松毅

強誘電体とは外部電場をかけなくても自発的に電気分極し
ている物質です。その自発分極を外部電場で反転（スイッ
チング）させることができるのが特徴です。チタン酸バリ
ウムBaTiO3やチタン酸鉛PbTiO3などのペロブスカイト型
酸化物ABO3が有名な強誘電体で、工業的にも広く応用され
ています。たとえばこれらの物質が示す大きな誘電率や
圧電特性からBaTiO3ベースの物質が固体コンデンサーな
ど、PbTiO3ベースの物質は圧電素子や振動センサーなど
に応用されています。また、正負の自発分極を1と0に対応
させた、不揮発性の半導体メモリFeRAMも際立った強誘
電体の応用例です。

近年のコンピューターの高速化と理論の進歩で、この強誘
電体のスイッチングや相転移（温度を高温から低温に下げ
てゆくと、ある相転移温度Tcで常誘電体から強誘電体へと
性質ががらりと変わること）の分子動力学シミュレーショ
ンが高精度にできるようになってきました。今回の講演で
は西松がフリーソフトウエアとして開発しているferamコー
ド http://loto.sourceforge.net/feram/ を用い
たシミュレーションについてのお話をします。

文献：
Takeshi Nishimatsu et al.:Phys. Rev. B 78, 104104 (2008)

アニメーション：
http://prb.aps.org/supplemental/PRB/v78/i10/e104104
