特許 7407386 キャパシタ、電気回路、回路基板、及び機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-21

(45)【発行日】2024-01-04

(54)【発明の名称】キャパシタ、電気回路、回路基板、及び機器

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/08 20060101AFI20231222BHJP

【ＦＩ】

H01G4/08 Z

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2023558626

(86)(22)【出願日】2023-05-02

(86)【国際出願番号】 JP2023017190

【審査請求日】2023-09-22

(31)【優先権主張番号】P 2022089286

(32)【優先日】2022-05-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107641

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 耕一

(74)【代理人】

【識別番号】100163463

【弁理士】

【氏名又は名称】西尾 光彦

(72)【発明者】

【氏名】横山 智康

(72)【発明者】

【氏名】大浦 恒星

(72)【発明者】

【氏名】菊地 諒介

【審査官】木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－９３０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２３５０９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２２／００３７５９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】JUNG Ju-Hyun, KIM Seong Hun, PARK Youngjun, LEE Donghwa, LEE Jang-Sik，Metal-Halide Perovskite Design for Next-Generation Memories : First-Principles Screening and Experim，ADVANCED SCIENCE，2020年08月19日，Vol.7, No.16

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｇ ４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一電極と、
第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極との間に配置された誘電体と、を備え、
前記誘電体は、逆ペロブスカイト型構造の化合物を含み、
前記逆ペロブスカイト型構造は、頂点共有の複数の八面体の頂点にカチオンが配置され、かつ、前記八面体の中心にアニオンが配置されている部位を有する、
キャパシタ。

【請求項2】

前記化合物は、１３族、１４族、及び１５族からなる群より選ばれる少なくとも１つ族の元素のイオンを含む、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項3】

前記イオンは、孤立電子対を有する、
請求項２に記載のキャパシタ。

【請求項4】

前記化合物は、Iｎ⁺、Ｔｌ⁺、Ｇｅ²⁺、Ｓｎ²⁺、Ｐｂ²⁺、Ｓｂ³⁺、及びＢｉ³⁺からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項5】

前記化合物は、ＤＥ₂Ｑ₅で表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項6】

前記化合物は、ＤＥ₂Ｑ₄Ｒで表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項7】

前記化合物は、ＤＥＧＱ₅で表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項8】

前記化合物は、ＤＥＧＱ₄Ｒで表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項9】

前記化合物は、ＤＥＧ₄Ｑ₁₀で表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項10】

前記化合物は、ＤＥＧ₄Ｑ₈Ｒ₂で表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項11】

前記化合物は、Ｄ₃ＥＱ₅で表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項12】

前記化合物は、Ｄ₃ＥＱ₄Ｒで表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項13】

前記化合物は、ＤＥ₂ＧＱ₅で表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項14】

前記化合物は、Ｄ₆ＥＱ₁₀で表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項15】

前記化合物は、Ｄ₆ＥＱ₈Ｒ₂で表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項16】

前記化合物は、Ｄ₂Ｅ₄ＧＱ₅で表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項17】

前記化合物は、ＤＥ₂ＧＱ₄Ｒで表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項18】

前記化合物は、Ｄ₂Ｅ₄ＧＱ₈Ｒ₂で表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項19】

前記化合物は、Ｄ₂Ｅ₄Ｑ₇で表される組成を有し、
前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑはアニオンである、
請求項１に記載のキャパシタ。

【請求項20】

請求項１から１９のいずれか１項に記載のキャパシタを備えた、電気回路。

【請求項21】

請求項１から１９のいずれか１項に記載のキャパシタを備えた、回路基板。

【請求項22】

請求項１から１９のいずれか１項に記載のキャパシタを備えた、機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、キャパシタ、電気回路、回路基板、及び機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ペロブスカイト型構造の化合物を太陽電池等のデバイスに用いることが試みられている。

【0003】

例えば、特許文献１には、一対の電極間に強誘電体層を挟持させてなる強誘電体メモリ素子が記載されている。強誘電体層は、所定のハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物又は無機ペロブスカイト化合物を含んでいる。ハライド系有機無機混成ペロブスカイト化合物として、例えば、ＣＨ₃ＮＨ₃ＰｂＩ₃、Ｃ₂Ｈ₅ＮＨ₃ＰｂＩ₄、ＣＨ₃ＮＨ₃ＳｎＩ₃、及びＣ₂Ｈ₅ＮＨ₃ＳｎＩ₄等が示されている。無機ペロブスカイト化合物として、ＣｓＳｎＩ₃等が示されている。

【0004】

特許文献２には、所定のキャパシタに用いられる固体電解質として、アンチペロブスカイト系固体電解質を用いることが記載されている。

【0005】

非特許文献１には、［（ＣＨ₃）₂（Ｆ－ＣＨ₂ＣＨ₂）ＮＨ］₃（ＣｄＣｌ₃）（ＣｄＣｌ₄）で表される逆ペロブスカイト型構造の強誘電体が記載されている。この逆ペロブスカイト型構造では、面共有された複数の八面体の中心にアニオンが配置され、かつ、その複数の八面体の頂点にカチオンが配置されていると理解される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１６-１７１１５２号公報

【文献】特開２０１９－２１７９５号公報

【非特許文献】

【0007】

【文献】Zhong-Xia Wang, Yi Zhang, Yuan-Yuan Tang, Peng-Fei Li, and Ren-Gen Xiong, “Fluoridation Achieved Antiperovskite Molecular Ferroelectric in [(CH3)2(F-CH2CH2)NH]3(CdCl3)(CdCl4)”J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 10, 4372-4378.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本開示は、逆ペロブスカイト型構造の化合物を含む誘電体を備えつつ、高い静電容量の観点から有利なキャパシタを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示のキャパシタは、
第一電極と、
第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極との間に配置された誘電体と、を備え、
前記誘電体は、逆ペロブスカイト型構造の化合物を含み、
前記逆ペロブスカイト型構造は、頂点共有の複数の八面体の頂点にカチオンが配置され、かつ、前記八面体の中心にアニオンが配置されている部位を有する。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、逆ペロブスカイト型構造の化合物を含む誘電体を備えつつ、高い静電容量の観点から有利なキャパシタを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、ＣａＴｉＯ₃の結晶構造を示す図である。

【図2】図２は、ＢａＮｉＯ₃の結晶構造を示す図である。

【図3】図３は、本開示のキャパシタの一例を示す図である。

【図4】図４は、ＣｓＳｎＣｌ₃の結晶構造を示す図である。

【図5A】図５Ａは、ＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅の結晶構造を示す図である。

【図5B】図５Ｂは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅の結晶構造を示す図である。

【図5C】図５Ｃは、図５Ｂに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図6A】図６Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＣｓＳｎ₂Ｃｌ₄Ｂｒの結晶構造を示す図である。

【図6B】図６Ｂは、図６Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図7A】図７Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＣｓＳｎＰｂＣｌ₅の結晶構造を示す図である。

【図7B】図７Ｂは、図７Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図8A】図８Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＫＣｓＳｎ₄Ｃｌ₁₀の結晶構造を示す図である。

【図8B】図８Ｂは、図８Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図9A】図９Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＣｓ₃ＣｏＣｌ₅の結晶構造を示す図である。

【図9B】図９Ｂは、図９Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図10A】図１０Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＢａ₃ＡｌＯ₄Ｆの結晶構造を示す図である。

【図10B】図１０Ｂは、図１０Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図11A】図１１Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＢａＬａ₂ＺｎＯ₅の結晶構造を示す図である。

【図11B】図１１Ｂは、図１１Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図12A】図１２Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＣｓＢａ₂ＳｎＳ₄Ｃｌの結晶構造を示す図である。

【図12B】図１２Ｂは、図１２Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図13A】図１３Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＬａ₂ＣｕＳｂＳ₅の結晶構造を示す図である。

【図13B】図１３Ｂは、図１３Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図14A】図１４Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＬａ₄ＦｅＳｂ₂Ｓ₁₀の結晶構造を示す図である。

【図14B】図１４Ｂは、図１４Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図15A】図１５Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＢａ₄Ｉｎ₂Ｔｅ₂Ｓ₅の結晶構造を示す図である。

【図15B】図１５Ｂは、図１５Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図16A】図１６Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＹ₂ＨｆＳ₅の結晶構造を示す図である。

【図16B】図１６Ｂは、図１６Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図17A】図１７Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＴｌＰｂ₂Ｃｌ₅の結晶構造を示す図である。

【図17B】図１７Ｂは、図１７Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。

【図18A】図１８Ａは、本開示のキャパシタのさらに別の一例を示す断面図である。

【図18B】図１８Ｂは、本開示のキャパシタのさらに別の一例を示す断面図である。

【図18C】図１８Ｃは、本開示のキャパシタのさらに別の一例を示す断面図である。

【図19A】図１９Ａは、本開示の電気回路の一例を模式的に示す図である。

【図19B】図１９Ｂは、本開示の回路基板の一例を模式的に示す図である。

【図19C】図１９Ｃは、本開示の機器の一例を模式的に示す図である。

【図20】図２０は、各実施例及び各比較例に係る誘電体の比誘電率の評価方法を模式的に示す図である。

【図21】図２１は、実施例１に係る誘電体のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンを示すグラフである。

【図22】図２２は、比較例２に係る誘電体のＸＲＤパターンを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（本開示の基礎となった知見）
近年、電子機器の小型化及び高機能化に伴い、電子回路の小型化、高集積化、及び動作周波数の高周波化が進んでいる。電子回路に用いられる電子部品に関しても同様に小型化及び高性能化が求められている。例えば、小形で高い静電容量を有するキャパシタを提供できれば、電子部品の小型化及び高性能化に貢献できると考えられる。静電容量はキャパシタに用いられる誘電体の比誘電率に依存し、その比誘電率が高いほど静電容量が大きくなる。

【0013】

ＡＢＸ₃の組成を有するペロブスカイト型構造として、ＣａＴｉＯ₃型の結晶構造及びＢａＮｉＯ₃型の結晶構造が存在しうる。図１及び図２は、それぞれ、ＣａＴｉＯ₃の結晶構造及びＢａＮｉＯ₃の結晶構造を示す図である。図１に示す通り、ＣａＴｉＯ₃の結晶構造において、ＡサイトにはＣａ²⁺が配置され、ＢサイトにはＴｉ⁴⁺が配置され、ＸサイトにはＯ^2-が配置されている。ＣａＴｉＯ₃の結晶構造において、１つのＴｉ⁴⁺の周りに６つのＯ^2-が配位しており、頂点共有の複数の八面体の中心にＴｉ⁴⁺が配置され、それらの八面体の頂点にＯ^2-が配置されている。図２に示す通り、ＢａＮｉＯ₃の結晶構造において、ＡサイトにはＢａ²⁺が配置され、ＢサイトにはＮｉ⁴⁺が配置され、ＸサイトにはＯ^2-が配置されている。ＢａＮｉＯ₃の結晶構造において１つのＮｉ⁴⁺の周りに６つのＯ^2-が配位しており、面共有の複数の八面体の中心にＮｉ⁴⁺が配置され、それらの八面体の頂点にＯ^2-が配置されている。

【0014】

ペロブスカイト型構造を有する化合物の室温での比誘電率は高くなりにくく、このような化合物を含む誘電体を備えたキャパシタの静電容量をさらに高めることは難しい。特許文献２に記載のキャパシタでは、逆ペロブスカイト型構造の化合物は固体電解質として使用されており、逆ペロブスカイト型構造の化合物をキャパシタの誘電体として使用することは想定されていない。なお、特許文献２に記載のキャパシタでは、分極よりも応答速度が遅いイオン伝導を利用して電荷が貯められるので、キャパシタが高い出力を発揮しにくいと理解される。非特許文献１に記載の強誘電体の逆ペロブスカイト型構造では、面共有された複数の八面体の中心にアニオンが配置され、かつ、その複数の八面体の頂点にカチオンが配置されていると理解される。非特許文献１に記載の強誘電体の室温における比誘電率は高いとは言い難い。非特許文献１には、この強誘電体をキャパシタに適用することは想定されておらず、この強誘電体の室温における比誘電率を考慮すると、この強誘電体がキャパシタに適しているとは言い難い。

【0015】

このような事情に鑑み、本発明者らは、逆ペロブスカイト型構造の化合物を含む誘電体を備えつつ、キャパシタの静電容量を高めることができないか鋭意検討を重ねた。その結果、本発明者らは、特定の逆ペロブスカイト型構造の化合物を含む誘電体が高い比誘電率を有しうることを新たに見出した。この新たな知見に基づいて、本発明者らは、本開示のキャパシタを案出した。

【0016】

（本開示に係る一態様の概要）
本開示の第１態様に係るキャパシタは、
第一電極と、
第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極との間に配置された誘電体と、を備え、
前記誘電体は、逆ペロブスカイト型構造の化合物を含み、
前記逆ペロブスカイト型構造は、頂点共有の複数の八面体の頂点にカチオンが配置され、かつ、前記八面体の中心にアニオンが配置されている部位を有する。

【0017】

第１態様によれば、誘電体が高い比誘電率を有しやすく、キャパシタが高い静電容量を有しやすい。

【0018】

本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、１３族、１４族、及び１５族からなる群より選ばれる少なくとも１つ族の元素のイオンを含んでいてもよい。第２態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0019】

本開示の第３態様において、例えば、第２態様に係るキャパシタでは、前記イオンは、孤立電子対を有していてもよい。第３態様によれば、孤立電子対をなす電子は周りのイオンと結合しにくい。このため、上記のイオンにおける電子状態が不安定になりやすく、誘電体が所望の結晶構造を有しやすい。これにより、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0020】

本開示の第４態様において、例えば、第１態様から第３態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、Iｎ⁺、Ｔｌ⁺、Ｇｅ²⁺、Ｓｎ²⁺、Ｐｂ²⁺、Ｓｂ³⁺、及びＢｉ³⁺からなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいてもよい。第４態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0021】

本開示の第５態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、ＤＥ₂Ｑ₅で表される組成を有し、前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑはアニオンであってもよい。第５態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0022】

本開示の第６態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、ＤＥ₂Ｑ₄Ｒで表される組成を有し、前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンであってもよい。第６態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0023】

本開示の第７態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、ＤＥＧＱ₅で表される組成を有し、前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑはアニオンであってもよい。第７態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0024】

本開示の第８態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、ＤＥＧＱ₄Ｒで表される組成を有し、前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンであってもよい。第８態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0025】

本開示の第９態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、ＤＥＧ₄Ｑ₁₀で表される組成を有し、前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑはアニオンであってもよい。第９態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0026】

本開示の第１０態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、ＤＥＧ₄Ｑ₈Ｒ₂で表される組成を有し、前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑはアニオンであってもよい。第１０態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0027】

本開示の第１１態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、Ｄ₃ＥＱ₅で表される組成を有し、前記組成において、Ｄ、及びＥはカチオンであり、Ｑはアニオンであってもよい。第１１態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0028】

本開示の第１２態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、Ｄ₃ＥＱ₄Ｒで表される組成を有し、前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンであってもよい。第１２態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0029】

本開示の第１３態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、ＤＥ₂ＧＱ₅で表される組成を有し、前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑはアニオンであってもよい。第１３態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0030】

本開示の第１４態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、Ｄ₆ＥＱ₁₀で表される組成を有し、前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑはアニオンであってもよい。第１４態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0031】

本開示の第１５態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、Ｄ₆ＥＱ₈Ｒ₂で表される組成を有し、前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンであってもよい。第１５態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0032】

本開示の第１６態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、Ｄ₂Ｅ₄ＧＱ₅で表される組成を有し、前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑはアニオンであってもよい。第１６態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0033】

本開示の第１７態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、ＤＥ₂ＧＱ₄Ｒで表される組成を有し、前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンであってもよい。第１７態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0034】

本開示の第１８態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、Ｄ₂Ｅ₄ＧＱ₈Ｒ₂で表される組成を有し、前記組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンであってもよい。第１８態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0035】

本開示の第１９態様において、例えば、第１態様から第４態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタでは、前記化合物は、Ｄ₂Ｅ₄Ｑ₇で表される組成を有し、前記組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑはアニオンであってもよい。第７態様によれば、誘電体が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタが高い静電容量をより有しやすい。

【0036】

本開示の第２０態様に係る電気回路は、第１態様から第１９態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタを備えている。第２０態様によれば、キャパシタが高い静電容量を有しやすく、電気回路が所望の性能を発揮しやすい。

【0037】

本開示の第２１態様に係る回路基板は、第１態様から第１９態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタを備えている。第２１態様によれば、キャパシタが高い静電容量を有しやすく、回路基板が所望の性能を発揮しやすい。

【0038】

本開示の第２２態様に係る機器は、第１態様から第１９態様のいずれか１つの態様に係るキャパシタを備えている。第２２態様によれば、キャパシタが高い静電容量を有しやすく、機器が所望の性能を発揮しやすい。

【0039】

（実施の形態）
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。

【0040】

図３は、本開示のキャパシタの一例を示す断面図である。図１に示す通り、キャパシタ１ａは、第一電極１１と、第二電極１２と、誘電体２０とを備えている。誘電体２０は、第一電極１１と第二電極１２との間に配置されている。誘電体２０は、逆ペロブスカイト型構造の化合物を含んでいる。この化合物の逆ペロブスカイト型構造は、頂点共有の複数の八面体の頂点にカチオンが配置され、かつ、それらの八面体の中心にアニオンが配置されている部位を有する。この化合物は、例えばイオン結晶を含む。

【0041】

図４は、ＣｓＳｎＣｌ₃の結晶構造を示す図である。ＣｓＳｎＣｌ₃はペロブスカイト型構造を有する。図５Ａは、ＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅の結晶構造を示す図である。図５Ｂは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅の結晶構造を示す図である。図５Ｃは、図５Ｂに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。ＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅は、逆ペロブスカイト型構造を有する。逆ペロブスカイト型構造は、通常のペロブスカイト型の化合物のＡＢＸ₃におけるカチオン及びアニオンの配置が入れ替わった構造である。換言すると、ペロブスカイト型の化合物の中で特定のサイトを占めるイオンが有する電荷の正負と、逆ペロブスカイト型構造の化合物の中でその特定のサイトを占めるイオンが有する電荷の正負とが逆になっている。図４に示す通り、ＣｓＳｎＣｌ₃では、ＡサイトにＣｓ⁺が配置され、ＢサイトにＳｎ²⁺が配置され、ＸサイトにＣｌ^-が配置されている。一方、図５Ｂに示す通り、ＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅では、ＡサイトにＣｌ₄ ^4-が配置され、ＢサイトにＣｌ^-が配置され、ＸサイトにＣｓ⁺又はＳｎ²⁺が配置されている。換言すると、ＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅は、ＡＢＸ₃の表記では（Ｃｌ₄）Ｃｌ（ＣｓＳｎ₂）と表される。図５Ｂに示す通り、ＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅は、頂点共有の複数の八面体の頂点にカチオンであるＣｓ⁺又はＳｎ²⁺が配置され、その八面体の中心にアニオンであるＣｌ^-が配置されている部位を有する。第一原理計算によると、ＣｓＳｎＣｌ₃の比誘電率は３９．４と算出され、ＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅の比誘電率は７９．５と算出された。このため、頂点共有の複数の八面体の頂点にカチオンが配置され、かつ、その八面体の中心にアニオンが配置されている部位を有する逆ペロブスカイト型構造の化合物は、ペロブスカイト型の化合物よりも高い比誘電率を有することが期待される。加えて、上記の通り、非特許文献１に記載の逆ペロブスカイト型構造の強誘電体では、面共有された複数の八面体の中心にアニオンが配置され、かつ、その複数の八面体の頂点にカチオンが配置されていると理解される。非特許文献１によれば、この強誘電体の室温における比誘電率は高いとは言い難い。このため、高い比誘電率の観点から、逆ペロブスカイト型構造の化合物が頂点共有の複数の八面体の頂点にカチオンが配置され、かつ、その八面体の中心にアニオンが配置されている部位を有することが重要であると考えられる。本発明者らの検討によれば、逆ペロブスカイト型構造の化合物がこのような部位を有することにより、逆ペロブスカイト型構造においてイオンが直線に沿って並びやすく、分極が大きくなりやすいと考えられる。このため、誘電体２０が高い比誘電率を有しやすく、キャパシタ１ａの静電容量が高くなりやすい。

【0042】

誘電体２０に含まれる逆ペロブスカイト型構造の化合物におけるカチオンは、特定のイオンに限定されない。その化合物は、例えば、１３族、１４族、及び１５族からなる群より選ばれる少なくとも１つ族の元素のイオンを含む。この場合、誘電体２０が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタ１ａが高い静電容量をより有しやすい。

【0043】

誘電体２０に含まれる逆ペロブスカイト型構造の化合物において、１３族、１４族、及び１５族からなる群より選ばれる少なくとも１つ族の元素のイオンは、例えば、孤立電子対を有している。孤立電子対は、特定の原子に属する２個の電子が対となって入ってつくられた電子対であり他の原子と共有されていないものである。例えば、１４族元素のＳｎのイオンであるＳｎ²⁺は、孤立電子対を有する。Ｓｎ²⁺ではＳｎから電子が２個奪われており、最外殻のs軌道を満たす二つの電子が孤立電子対をなす。孤立電子対をなす電子は、周りのイオンと結合を生じさせにくく、不安定な電子状態又は特殊な結晶構造を生じさせうる。このため、誘電体２０におけるカチオンが孤立電子対を有していると、誘電体２０の比誘電率が高くなりやすい。一方、Ｓｎのイオンとして、Ｓｎ²⁺以外にＳｎ⁴⁺も存在しうる。Ｓｎ⁴⁺では、Ｓｎから電子が４個奪われ、最外殻のs軌道は空になっている。このため、Ｓｎ⁴⁺は、孤立電子対を有しない。この場合、低配位数の結晶構造が形成されやすく、材料の比誘電率が高くなりにくい。

【0044】

例えば、逆ペロブスカイト型構造の化合物に含まれる１３族、１４族、及び１５族からなる群より選ばれる少なくとも１つ族の元素のイオンの全てが孤立電子対を有していてもよいし、そのイオンの一部のみが孤立電子対を有していてもよい。

【0045】

誘電体２０に含まれる逆ペロブスカイト型構造の化合物におけるカチオンは、例えば、Iｎ⁺、Ｔｌ⁺、Ｇｅ²⁺、Ｓｎ²⁺、Ｐｂ²⁺、Ｓｂ³⁺、及びＢｉ³⁺からなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいる。この場合、誘電体２０が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタ１ａが高い静電容量をより有しやすい。

【0046】

誘電体２０に含まれる逆ペロブスカイト型構造の化合物におけるカチオンは、Ｌｉ⁺、Ｎａ⁺、Ｋ⁺、Ｒｂ⁺、及びＣｓ⁺等のアルカリ金属イオンを含んでいてもよいし、Ｂａ²⁺等のアルカリ土類金属イオンを含んでいてもよい。

【0047】

誘電体２０に含まれる逆ペロブスカイト型構造の化合物におけるアニオンは、特定のアニオンに限定されない。そのアニオンは、ハロゲンイオンであってもよいし、Ｏ^2-であってもよいし、Ｓ^2-であってもよいし、Ｃｌ₄ ^4-、（ＣｏＣｌ₄）^2-、（ＡｌＯ₄）^5-、（ＺｎＯ₄）^6-、（ＳｎＳ₄）^4-、及び（ＩｎＳＴｅ₂）₂ ^6-等の多原子イオンであってもよい。

【0048】

逆ペロブスカイト型構造の化合物における特定の元素がカチオン及びアニオンのいずれであるかを決定するために、例えば、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）測定を用いることができる。ＸＰＳ測定により得られた結合エネルギーが単体金属における結合エネルギーよりも低い場合、測定対象の元素が負に帯電しており、その元素がアニオンとして存在していると決定できる。一方、ＸＰＳ測定により得られた結合エネルギーが単体金属における結合エネルギーよりも高い場合、測定対象の元素が正に帯電しており、その元素がカチオンとして存在していると決定できる。同様に、孤立電子対を有するか否かについてもＸＰＳ測定により得られた結合エネルギーから判断できる。

【0049】

誘電体２０に含まれる逆ペロブスカイト型構造は、特定の構造に限定されない。逆ペロブスカイト型構造は、ＮＨ₄Ｐｂ₂Ｂｒ₅型構造であってもよいし、Ｃｓ₃ＣｏＣｌ₅型構造であってもよいし、Ｌａ₂ＣｕＳｂＳ₅型構造であってもよいし、Ｌａ₄ＦｅＳｂ₂Ｓ₁₀型構造であってもよいし、Ｂａ₄Ｉｎ₂Ｔｅ₂Ｓ₅型構造であってもよいし、Ｙ₂ＨｆＳ₅型構造であってもよいし、ＴｌＰｂ₂Ｃｌ₅型構造であってもよい。

【0050】

例えば、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃに示すＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅は、空間群Ｉ４／ｍｃｍのＮＨ₄Ｐｂ₂Ｂｒ₅型構造を有する。図６Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＣｓＳｎ₂Ｃｌ₄Ｂｒの結晶構造を示す図であり、図６Ｂは、図６Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。ＣｓＳｎ₂Ｃｌ₄Ｂｒも空間群Ｉ４／ｍｃｍのＮＨ₄Ｐｂ₂Ｂｒ₅型の逆ペロブスカイト型構造である。ＮＨ₄Ｐｂ₂Ｂｒ₅型構造の組成は、例えば、ＤＥ₂Ｑ₅又はＤＥ₂Ｑ₄Ｒで表される組成を有する。これらの組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである。ＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅では、上記の通り、ＡサイトにＣｌ₄ ^4-が配置され、ＢサイトにＣｌ^-が配置され、ＸサイトにＣｓ⁺又はＳｎ²⁺が配置されている。このため、ＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅は、ＡＢＸ₃の表記では（Ｃｌ₄）Ｃｌ（ＣｓＳｎ₂）と表される。頂点共有の八面体の頂点にＣｓ⁺又はＳｎ²⁺が配置され、その八面体の中心にＣｌ^-が配置されている。

【0051】

ＮＨ₄Ｐｂ₂Ｂｒ₅型構造の組成は、上記の他にも、ＤＥＧＱ₅又はＤＥＧＱ₄Ｒで表される組成を有しうる。これらの組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである。例えば、図７Ａに示すようにＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅のＳｎサイトをＳｎ²⁺とＰｂ²⁺の２種類のカチオンで置換することで、ＣｓＳｎＰｂＣｌ₅の組成をとりうる。図７Ｂは、図７Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。なお、占有率によっては空間群Ｉ４/ｍｃｍから対称性が低下することがある。

【0052】

ＮＨ₄Ｐｂ₂Ｂｒ₅型構造の組成は、上記の他にも、ＤＥＧ₄Ｑ₁₀又はＤＥＧ₄Ｑ₈Ｒ₂で表される組成を有しうる。これらの組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである。例えば、図８Ａに示すようにＣｓＳｎ₂Ｃｌ₅のＣｓサイトをＫ⁺とＣｓ⁺の２種類のカチオンで置換することで、ＫＣｓＳｎ₄Ｃｌ₁₀の組成をとりうる。図８Ｂは、図８Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。なお、占有率によっては空間群Ｉ４／ｍｃｍから対称性が低下することがある。

【0053】

図９Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＣｓ₃ＣｏＣｌ₅の結晶構造を示す図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。図１０Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＢａ₃ＡｌＯ₄Ｆの結晶構造を示す図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。図１１Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＢａＬａ₂ＺｎＯ₅の結晶構造を示す図であり、図１１Ｂは、図１１Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。図１２Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＣｓＢａ₂ＳｎＳ₄Ｃｌの結晶構造を示す図であり、図１２Ｂは、図１２Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。これらの結晶構造は、空間群Ｉ４／ｍｃｍの逆ペロブスカイト型構造である。この構造では、四面体の各頂点にＣｌ^-等のアニオンが配置され、かつ、その四面体の中心にＣｏ²⁺等のカチオンが配置された多原子イオンであるアニオンがＡサイトを占めている。Ｃｓ₃ＣｏＣｌ₅型構造の組成は、例えば、Ｄ₃ＥＱ₅、Ｄ₃ＥＱ₄Ｒ、ＤＥ₂ＧＱ₅、及びＤＥ₂ＧＱ₄Ｒ等の組成として表される。これらの組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである。図９Ａ及び図９Ｂに示す通り、例えば、Ｃｓ₃ＣｏＣｌ₅では、Ａサイトに（ＣｏＣｌ₄）^2-が配置され、ＢサイトにＣｌ^-が配置され、ＸサイトにＣｓ⁺が配置されている。このため、Ｃｓ₃ＣｏＣｌ₅は、ＡＢＸ₃の表記では（ＣｏＣｌ₄）ＣｌＣｓ₃と表される。頂点共有の八面体の頂点にＣｓ⁺が配置され、その八面体の中心にＣｌ^-が配置されている。

【0054】

図１３Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＬａ₂ＣｕＳｂＳ₅の結晶構造を示す図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。この結晶構造は、空間群Ｉｍａ２の逆ペロブスカイト型構造である。この構造では、四面体の各頂点にＳ₂ ^-等のアニオンが配置され、かつ、その四面体の中心にＣｕ⁺等のカチオンが配置された多原子イオンであるアニオンがＡサイトを占めている。Ｌａ₂ＣｕＳｂＳ₅型構造の組成は、例えば、Ｄ₃ＥＱ₅、Ｄ₃ＥＱ₄Ｒ、ＤＥ₂ＧＱ₅、及びＤＥ₂ＧＱ₄Ｒ等の組成として表される。これらの組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである。図１３Ａ及び図１３Ｂに示す通り、例えば、Ｌａ₂ＣｕＳｂＳ₅では、Ａサイトに（ＣｕＳ₄）^7-が配置され、ＢサイトにＳ^2-が配置され、ＸサイトにＬａ³⁺及びＳｂ³⁺が配置されている。このため、Ｌａ₂ＣｕＳｂＳ₅は、ＡＢＸ₃の表記では（ＣｕＳ₄）Ｓ（Ｌａ₂Ｓｂ）と表される。頂点共有の八面体の頂点にＬａ³⁺及びＳｂ³⁺が配置され、その八面体の中心にＳ^2-が配置されている。Ｌａ₂ＣｕＳｂＳ₅型構造は基本的にＣｓ₃ＣｏＣｌ₅型構造と同じであるが、ＣｓサイトがＬａ³⁺及びＳｂ³⁺に置き換わり、Ｃｓ₃ＣｏＣｌ₅型構造のＣｌ－Ｃｏ八面体が歪むことにより対称性が低下し、Ｌａ₂ＣｕＳｂＳ₅型構造となる。

【0055】

図１４Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＬａ₄ＦｅＳｂ₂Ｓ₁₀の結晶構造を示す図であり、図１４Ｂは、図１４Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。この結晶構造は、空間群Ｐｂｃｍの逆ペロブスカイト型構造である。この構造では、四面体の各頂点にＳ^2-等のアニオンが配置され、かつ、その四面体の中心にFe ²⁺等のカチオンが部分的に配置された多原子イオンであるアニオンがＡサイトを占めている。Ｌａ₄ＦｅＳｂ₂Ｓ₁₀型構造の組成は、例えば、Ｄ₆ＥＱ₁₀、Ｄ₆ＥＱ₈Ｒ₂、Ｄ₂Ｅ₄ＧＱ₅、及びＤ₂Ｅ₄ＧＱ₈Ｒ₂等の組成として表される。これらの組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである。図１４Ａ及び１４Ｂに示す通り、例えば、Ｌａ₄ＦｅＳｂ₂Ｓ₁₀では、Ａサイトに（ＦｅＳ₄）^6-が配置され、ＢサイトにＳ^2-が配置され、ＸサイトにＬａ³⁺及びＳｂ³⁺が配置されている。このため、Ｌａ₄ＦｅＳｂ₂Ｓ₁₀は、Ａ₂Ｂ₂Ｘ₆の表記では［（ＦｅＳ₄）（Ｓ₄）］Ｓ₂（Ｌａ₂Ｓｂ）₂と表される。頂点共有の八面体の頂点にＬａ³⁺及びＳｂ³⁺が配置され、その八面体の中心にＳ^2-が配置されている。Ｌａ₄ＦｅＳｂ₂Ｓ₁₀型構造は基本的にＣｓ₃ＣｏＣｌ₅型構造と同じであるが、Ｃｓ₃ＣｏＣｌ₅型構造のＣｏ－Ｃｌ四面体の中心のＣｏサイトが部分的に欠損することにより対称性が低下し、Ｌａ₄ＦｅＳｂ₂Ｓ₁₀型構造となる。

【0056】

図１５Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＢａ₄Ｉｎ₂Ｔｅ₂Ｓ₅の結晶構造を示す図であり、図１５Ｂは、図１５Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。Ｂａ₄Ｉｎ₂Ｔｅ₂Ｓ₅は、層状逆ペロブスカイト型構造を有する。Ｂａ₄Ｉｎ₂Ｔｅ₂Ｓ₅型構造の組成は、Ｄ₂Ｅ₄Ｑ₇、Ｄ₂Ｅ₄Ｑ₅Ｒ₂、ＤＥ₃Ｇ₂Ｑ₇、及びＤＥ₃Ｇ₂Ｑ₅Ｒ₂等の組成として表される。これらの組成において、Ｄ、Ｅ、及びＧはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである。図１５Ａ及び図１５Ｂに示す通り、Ｂａ₄Ｉｎ₂Ｔｅ₂Ｓ₅は、層状ペロブスカイト型構造Ａ₂ＢＸ₄におけるＡサイトに（ＩｎＳ₂Ｔｅ）₂ ^6-が配置され、ＢサイトにＳ^2-が配置され、ＸサイトにＢａ²⁺が配置されている。このため、Ｂａ₄Ｉｎ₂Ｔｅ₂Ｓ₅は、Ａ₂ＢＸ₄の表記では(ＩｎＳ₂Ｔｅ）₂ＳＢａ₄と表される。頂点共有の八面体の頂点にＢａ²⁺が配置され、その八面体の中心にＳ^2-が配置されている。

【0057】

図１６Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＹ₂ＨｆＳ₅の結晶構造を示す図であり、図１６Ｂは、図１６Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。Ｙ₂ＨｆＳ₅は、空間群Ｐｎｍａの逆ペロブスカイト型構造である。Ｙ₂ＨｆＳ₅型構造の組成は、例えば、ＤＥ₂Ｑ₅又はＤＥ₂Ｑ₄Ｒで表される組成を有する。これらの組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである。Ｙ₂ＨｆＳ₅では、上記の通り、ＡサイトにＳ₄ ^8-が配置され、ＢサイトにＳ^2-が配置され、ＸサイトにＹ³⁺又はＨｆ⁴⁺が配置されている。このため、Ｙ₂ＨｆＳ₅は、ＡＢＸ₃の表記では（Ｓ₄）Ｓ（Ｙ₂Ｈｆ）と表される。頂点共有の八面体の頂点にＹ³⁺又はＨｆ⁴⁺が配置され、その八面体の中心にＳ^2-が配置されている。ＮＨ₄Ｐｂ₂Ｂｒ₅型構造は正方晶ペロブスカイト型構造（ＳｒＺｒＯ₃）がベースとなっている。一方、Ｙ₂ＨｆＳ₅型構造は直方晶ペロブスカイト型構造（ＧｄＦｅＯ₃）がベースとなっている。正方晶ペロブスカイト型構造では八面体がｃ軸方向に直線的に繋がった構造を有するが、直方晶ペロブスカイト型構造では八面体がｃ軸方向にジグザクに繋がった構造を有する。なお誘電体としての観点では、ｃ軸方向に直線的に繋がる正方晶ペロブスカイト型構造の方が比誘電率は高くなるので、ＮＨ₄Ｐｂ₂Ｂｒ₅型構造がＹ₂ＨｆＳ₅型構造より有利である。

【0058】

図１７Ａは、アニオンを中心とする配位多面体によって表したＴｌＰｂ₂Ｃｌ₅の結晶構造を示す図であり、図１７Ｂは、図１７Ａに示す結晶構造をｃ軸負方向に沿って見た図である。ＴｌＰｂ₂Ｃｌ₅は、空間群Ｐ１２１／Ｃ１の逆ペロブスカイト型構造である。ＴｌＰｂ₂Ｃｌ₅型構造の組成は、例えば、ＤＥ₂Ｑ₅又はＤＥ₂Ｑ₄Ｒで表される組成を有する。これらの組成において、Ｄ及びＥはカチオンであり、Ｑ及びＲはアニオンである。ＴｌＰｂ₂Ｃｌ₅では、上記の通り、ＡサイトにＣｌ₄ ^4-が配置され、ＢサイトにＣｌ^-が配置され、ＸサイトにＴｌ⁺又はＰｂ²⁺が配置されている。このため、ＴｌＰｂ₂Ｃｌ₅は、ＡＢＸ₃の表記では（Ｃｌ₄）Ｃｌ（ＴｌＰｂ₂）と表される。頂点共有の八面体の頂点にＴｌ⁺又はＰｂ²⁺が配置され、その八面体の中心にＣｌ^-が配置されている。ＴｌＰｂ₂Ｃｌ₅型構造はＹ₂ＨｆＳ₅型構造と同様に直方晶ペロブスカイト型構造（ＧｄＦｅＯ₃）がベースとなっている。Ｙ₂ＨｆＳ₅型構造はｃ軸に対してＹとＨｆのカチオンが交互に配列した八面体になるの対し、ＴｌＰｂ₂Ｃｌ₅型構造はそうならない。なお誘電体としての観点では、ｃ軸方向に直線的に繋がる正方晶ペロブスカイト型構造の方が比誘電率は高くなるので、ＮＨ₄Ｐｂ₂Ｂｒ₅型構造がＹ₂ＨｆＳ₅型構造より有利である。

【0059】

頂点共有の八面体の頂点にアニオンが配置され、その八面体の中心にカチオンが配置されているペロブスカイト型構造として、１次元ペロブスカイト型構造、０次元ペロブスカイト型構造、ダブルペロブスカイト型構造、四重ペロブスカイト型構造、Ａサイト欠損ペロブスカイト型構造、Ｂサイト欠損ペロブスカイト型構造、Ruddlesden-Popper型構造、及びDion-Jacobson型構造等の構造がある。１次元ペロブスカイト型構造はＡ₃ＢＸ₅で表され、０次元ペロブスカイト型構造はＡ₄ＢＸ₆で表される。ダブルペロブスカイト型構造はＡ₂ＢＢ’Ｘ₆で表され、四重ペロブスカイト型構造はＡＡ’₃Ｂ₄Ｘ₁₂で表される。Ａサイト欠損ペロブスカイト型構造はＡ_(2-α)Ｂ₂Ｘ₆で表され、Ｂサイト欠損ペロブスカイト型構造はＡ₂Ｂ_(2-β)Ｘ₆で表される。Ruddlesden-Popper型構造は、Ａ_x+1Ｂ_xＸ_3x+1で表される。Dion-Jacobson型構造は、Ａ’[Ａ_y-1Ｂ_yＸ_3y+1]で表される。いずれの構造についても、アニオンのサイトとカチオンのサイトとが入れ替わった逆ペロブスカイト型構造が存在しうる。誘電体２０に含まれる逆ペロブスカイト型構造はこのような逆ペロブスカイト型構造であってもよい。

【0060】

誘電体２０の比誘電率は特定の値に限定されない。誘電体２０の室温における比誘電率は、例えば、１ＭＨｚにおいて、４０より高くてもよいし、４５以上であってもよいし、５０以上であってもよいし、６０以上であってもよいし、８０以上であってもよいし、１００以上であってもよい。室温は、例えば、２０℃から２５℃の範囲における特定の温度である。誘電体２０の室温における比誘電率は、例えば、１ＭＨｚにおいて、１００００以下である。換言すると、誘電体２０の室温に終える比誘電率は、例えば、１ＭＨｚにおいて、４０以上１００００以下である。

【0061】

図３に示す通りキャパシタ１ａにおいて、誘電体２０は、例えば膜として形成されている。キャパシタ１ａに誘電体２０を配置する方法は特定の方法に限定されない。誘電体２０は、例えば、スピンコーティング、インクジェット、ダイコーティング、ロールコーティング、バーコーティング、ラングミュア・ブロジェット、ディップコーティング、又はスプレーコーティングによって形成されてもよい。これにより、誘電体２０が高い比誘電率をより有しやすく、キャパシタ１ａが高い静電容量をより有しやすい。誘電体２０は、スパッタリング、陽極酸化、真空蒸着、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、又は化学気相成長（ＣＶＤ）によって形成されてもよい。

【0062】

図３に示す通り、誘電体２０は、例えば、誘電体２０の厚み方向において第一電極１１と第二電極１２との間に配置されている。第二電極１２は、例えば、誘電体２０の少なくとも一部を覆っている。

【0063】

第一電極１１及び第二電極１２をなす材料は、特定の材料に限定されない。第一電極１１及び第二電極１２のそれぞれは、例えば、金属を含んでいる。第一電極１１は、例えば弁金属を含んでいる。弁金属の例は、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｂ、及びＢｉである。第一電極１１は、例えば、弁金属として、Ｔａ、Ｎｂ、及びＢｉからなる群より選択される少なくとも１つを含んでいる。第一電極１１は、金及び白金等の貴金属を含んでいてもよいし、ニッケルを含んでいてもよいし、１３族、１４族、又は１５族の金属元素を含んでいてもよい。

【0064】

第二電極１２は、例えば、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｂ、及びＢｉ等の弁金属を含んでいてもよいし、金、銀、及び白金等の貴金属を含んでいてもよいし、ニッケルを含んでいてもよいし、１３族、１４族、又は１５族の金属元素を含んでいてもよい。第二電極１２は、例えば、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｂｉ、金、銀、白金、及びニッケルからなる群より選択される少なくとも１つを含んでいる。

【0065】

図３に示す通り、第一電極１１は、主面１１ｐを有する。誘電体２０の一方の主面は、例えば主面１１ｐに接触している。第二電極１２は、主面１１ｐに平行な主面１２ｐを有する。誘電体２０の他方の主面は、例えば主面１２ｐに接触している。

【0066】

図１８Ａは、本開示のキャパシタの別の一例を示す断面図である。図１８Ａに示すキャパシタ１ｂは、特に説明する部分を除き、キャパシタ１ａと同様に構成されている。キャパシタ１ａの構成要素と同一又は対応するキャパシタ１ｂの構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。キャパシタ１ａについての説明は技術的に矛盾しない限りキャパシタ１ｂにもあてはまる。なお、これらのことは、後述のキャパシタ１ｃ及びキャパシタ１ｄにも当てはまる。

【0067】

図１８Ａに示すキャパシタ１ｂは、電解キャパシタである。図１８Ａに示す通り、キャパシタ１ｂにおいて、第一電極１１の少なくとも一部は多孔質である。このような構成によれば、第一電極１１の表面積が大きくなりやすく、キャパシタ１ｂがより高い静電容量を有しやすい。このような多孔質な構造は、例えば、金属箔のエッチング及び粉末の焼結処理等の方法によって形成しうる。

【0068】

図１８Ａに示す通り、例えば、第一電極１１の多孔質な部位の表面上に誘電体２０の膜が形成されている。誘電体２０を形成する方法として、例えば、スピンコーティング、インクジェット、ダイコーティング、ロールコーティング、バーコーティング、ラングミュア・ブロジェット、ディップコーティング、又はスプレーコーティングを採用できる。誘電体２０は、例えば、スパッタリング、陽極酸化、真空蒸着、ＰＬＤ、ＡＬＤ、又はＣＶＤによって形成されてもよい。

【0069】

第一電極１１は、例えば、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＢｉ等の弁金属を含んでいる。第二電極１２は、例えば、銀含有ペーストの固化物、グラファイト等のカーボン材料、又は上記固化物及びカーボン材料の双方を含んでいてもよい。キャパシタ１ｂにおいて、例えば、第一電極１１と第二電極１２との間に電解質１３が配置されている。詳細には、誘電体２０と第二電極１２との間に電解質１３が配置されている。キャパシタ１ｂにおいて、例えば、第二電極１２及び電解質１３によって陰極が構成されている。キャパシタ１ｂにおいて、電解質１３は、例えば、第一電極１１の多孔質な部位の周囲の空隙を充填するように配置されている。

【0070】

電解質１３は、例えば、電解液及び導電性高分子からなる群より選択される少なくとも一つを含む。導電性高分子の例は、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、及びこれらの誘導体である。電解質１３は、酸化マンガン等のマンガン化合物であってもよい。電解質１３は、固体電解質を含んでいてもよい。

【0071】

原料モノマーを誘電体２０の上で化学重合、電解重合、又は化学重合及び電解重合の両方を行うことによって、導電性高分子を含む電解質１３を形成できる。導電性高分子の溶液又は分散液を誘電体２０に付着させることによって導電性高分子を含む電解質１３を形成してもよい。

【0072】

図１８Ｂは、本開示のキャパシタのさらに別の一例を示す断面図である。図１８Ｂに示すキャパシタ１ｃにおいて、第一電極１１の少なくとも一部は多孔質である。このような構成によれば、第一電極１１の表面積が大きくなりやすく、キャパシタ１ｃがより高い静電容量を有しやすい。このような多孔質な構造は、例えば、金属箔のエッチング及び粉末の焼結処理等の方法によって形成できる。

【0073】

図１８Ｂに示す通り、例えば、第一電極１１の多孔質な部位の上部に誘電体２０の膜が形成されている。誘電体２０の成膜方法として、例えば、スピンコーティング、インクジェット、ダイコーティング、ロールコーティング、バーコーティング、ラングミュア・ブロジェット、ディップコーティング、又はスプレーコーティングを採用できる。キャパシタ１ｃにおいて、誘電体２０は、例えば、第一電極１１の多孔質な部位の周囲の空隙を充填するように配置されている。

【0074】

図１８Ｃは、本開示のキャパシタのさらに別の一例を示す断面図である。図１８Ｃに示すキャパシタ１ｄにおいて、誘電体２０は、例えば膜として形成されている。この膜には、誘電体２０とは異なる異種誘電体２２が分散して配置されている。この膜を形成する方法として、スピンコーティング、インクジェット、ダイコーティング、ロールコーティング、バーコーティング、ラングミュア・ブロジェット、ディップコーティング、又はスプレーコーティングを採用できる。例えば、誘電体２０の原料及び異種誘電体２２の粒子を含む前駆体液の塗膜を上記の方法によって形成することによって、誘電体２０及び異種誘電体２２を含む膜が得られる。この膜は、スパッタリング、陽極酸化、真空蒸着、ＰＬＤ、ＡＬＤ、又はＣＶＤによって形成されてもよい。

【0075】

異種誘電体２２は、誘電体２０とは異なる種類の誘電体である限り、特定の誘電体に限定されない。異種誘電体２２は、例えば、誘電体２０の比誘電率より高い比誘電率を有する。異種誘電体２２は、例えば、ＢａＴｉＯ₃、ＰｂＴｉＯ₃、及びＳｒＴｉＯ₃等のペロブスカイト化合物であってもよいし、層状ペロブスカイト化合物であってもよい。異種誘電体２２は、Ruddlesden-Popper化合物、Dion-Jacobson化合物、タングステンブロンズ化合物、及びパイロクロア化合物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいてもよい。

【0076】

異種誘電体２２の粒子のサイズは特定の値に限定されない。異種誘電体２２の粒子は、例えば、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のサイズを有する。

【0077】

図１９Ａは、本開示の電気回路の一例を模式的に示す図である。電気回路３は、キャパシタ１ａを備えている。電気回路３は、能動回路であってもよいし、受動回路であってもよい。電気回路３は、放電回路であってもよいし、平滑回路であってもよいし、デカップリング回路であってもよいし、カップリング回路であってもよい。電気回路３がキャパシタ１ａを備えているので、電気回路３が所望の性能を発揮しやすい。例えば、電気回路３においてキャパシタ１ａによりノイズが低減されやすい。電気回路３は、キャパシタ１ａの代わりに、キャパシタ１ｂ、１ｃ、又は１ｄを備えていてもよい。

【0078】

図１９Ｂは、本開示の回路基板の一例を模式的に示す図である。図１９Ｂに示す通り、回路基板５はキャパシタ１ａを備えている。例えば、回路基板５において、キャパシタ１ａを含む電気回路３が形成されている。回路基板５は、組み込みボードであってもよいし、マザーボードであってもよい。回路基板５は、キャパシタ１ａの代わりに、キャパシタ１ｂ、１ｃ、又は１ｄを備えていてもよい。

【0079】

図１９Ｃは、本開示の機器の一例を模式的に示す図である。図１９Ｃに示す通り、機器７は、例えば、キャパシタ１ａを備えている。機器７は、例えば、キャパシタ１ａを含む回路基板５を備えている。機器７は、キャパシタ１ａを備えているので、機器７が所望の性能を発揮しやすい。機器７は、電子機器であってもよいし、通信機器であってもよいし、信号処理装置であってもよいし、電源装置であってもよい。機器７は、サーバーであってもよいし、ＡＣアダプタであってもよいし、アクセラレータであってもよいし、液晶表示装置（ＬＣＤ）等のフラットパネルディスプレイであってもよい。機器７は、ＵＳＢ充電器であってもよいし、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）であってもよいし、ＰＣ、スマートフォン、及びタブレットＰＣ等の情報端末であってもよいし、イーサーネットスイッチであってもよい。

【実施例】

【0080】

以下、実施例により本開示をさらに詳細に説明する。なお、以下の実施例は例示であり、本開示は以下の実施例に限定されない。

【0081】

＜実施例１＞
（誘電体材料の作製）
－６０℃以下の露点を有するアルゴン雰囲気（以下、「乾燥アルゴン雰囲気」という）の中で、ＫＣｌの物質量：ＳｎＣｌ₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＫＣｌ及びＳｎＣｌ₂を含む原料粉が用意された。この原料粉は、乳鉢の中で粉砕され、混合された。このようにして、混合粉が得られた。混合粉は、遊星型ボールミルを用いて、５００revolutions per minute(rpm)の条件で１２時間ミリング処理された。このようにして、実施例１に係る粉末状の誘電体が得られた。実施例１に係る誘電体は、ＫＳｎ₂Ｃｌ₅で表される組成を有するハロゲン化物を含んでいた。

【0082】

アルバック・ファイ社製のＸ線光電子分光（ＸＰＳ）装置PHI VersaProbe 2を用いて、実施例１に係る誘電体に対して、ＸＰＳ測定を行った。この測定の結果から、誘電体の単位重量当たりのＫ、Ｓｎ、及びＣｌの含有量を求めた。Ｋ、Ｓｎ、及びＣｌの含有量に基づいて、実施例１に係る誘電体において、原料粉と同様に、Ｋの物質量：Ｓｎの物質量：及びＣｌの物質量＝１：２：５の関係があることが分かった。

【0083】

（比誘電率の評価）
図２０は、比誘電率の評価方法を模式的に示す図である。図２０に示す通り、加圧成形ダイス３０は、パンチ上部３１、枠型３２、およびパンチ下部３３を備えていた。パンチ上部３１及びパンチ下部３３のそれぞれは、電子伝導性を有するステンレスで形成されていた。枠型３２は、電気絶縁性を有するポリカーボネートで形成されていた。

【0084】

加圧成形ダイス３０を用いて、下記の方法により、実施例１に係る誘電体の比誘電率が測定された。

【0085】

－３０℃以下の露点を有する乾燥雰囲気中で、実施例１に係る粉末状の誘電体が加圧成形ダイス３０の内部に充填され、試料Ｓａが得られた。加圧成形ダイス３０の内部でパンチ上部３１及びパンチ下部３３を用いて３００ＭＰａの圧力Ｐが試料Ｓａに印加された。

【0086】

試料Ｓａに圧力Ｐが印加されたまま、パンチ上部３１及びパンチ下部３３が、周波数応答アナライザが搭載された、ポテンショスタット５０に接続された。ポテンショスタット５０として、Princeton Applied Research社製のVersaSTAT4を用いた。パンチ上部３１は、ポテンショスタット５０の作用極及び電位測定用端子に接続された。パンチ下部３３は、ポテンショスタット５０の対極及び参照極に接続された。試料Ｓａのインピーダンスは、室温（２５℃）において、電気化学インピーダンス測定法により測定された。このようにして、実施例１に係る誘電体に含まれるハロゲン化物の１ＭＨｚにおける比誘電率ε^’ _rを測定した。比誘電率ε^’ _rは、各試料の静電容量を測定し、その静電容量の測定値及び試料Ｓａの厚み、及び電極面積に基づいて決定した。測定された比誘電率ε^’ _rをペレット（圧力Ｐで押し固められた試料Ｓａ）の充填率ｆにより以下の式で補正し比誘電率ε_rを得た。以下の式において、ε_Airは大気の比誘電率であり、本算出では、ε_Airを１と定めた。
ｌｏｇε_r＝（ｌｏｇε^’ _r－（１－ｆ）*ｌｏｇε_Air）／ｆ

【0087】

充填率ｆは以下の式により算出した。ρ_pelletはペレットの密度であり、ρは結晶構造から求まる密度である。結果を表１に示す。表１に示す通り、２５℃で測定された、実施例１に係る誘電体に含まれるハロゲン化物の比誘電率ε_rは、１１９であった。
ｆ＝ρ_pellet／ρ

【0088】

（計算による合成可能性の評価）
ＫＳｎ₂Ｃｌ₅で表される組成を有する（ＮＨ₄）Ｐｂ₂Ｂｒ₅型の逆ペロブスカイト構造の化合物の計算モデルを生成し、第一原理計算によりconvex hullエネルギーを算出することによって、その化合物の合成可能性を評価した。第一原理計算で構造緩和を行い、全エネルギーを算出し、convex hullエネルギーを算出した。convex hullエネルギーは、目的の相が他の相に対して有する相対的安定性の指標である。ＫＳｎ₂Ｃｌ₅の組成の実施例１に係る誘電体の場合、熱力学的にはＫＣｌ及びＳｎＣｌ₂と共存しうるので、以下の式（１）に基づいてconvex hullエネルギーを算出した。結果を表1に示す。式（１）において、Ｅ_hull（Ａ）は、Ａのconvex hullエネルギー、Ｅｔｏｔ（Ａ）はＡの全エネルギーである。なお、Ｅ_hull（Ａ）が負の場合には、式（１）の値はゼロとする。
Ｅ_hull（ＫＳｎ₂Ｃｌ₅）＝Ｅｔｏｔ（ＫＳｎ₂Ｃｌ₅）－Ｅｔｏｔ（ＫＣｌ）－２Ｅｔｏｔ（ＳｎＣｌ₂） 式（１）

【0089】

（計算による比誘電率の評価）
上記の合成可能性の評価において生成された計算モデルを用いて、ＰＢＥｓｏｌ汎関数により再度構造緩和を行い、密度汎関数摂動論計算により比誘電率を評価した。イオンの寄与と電子の寄与を足し合わせ、対角成分を平均し、比誘電率を算出した。なおＧ点での虚数フォノンが５ｍｅＶより大きい化合物、及び、バンドギャップがゼロの化合物は計算精度の観点から取り除いた。結果を表１に示す。第一原理計算にはｖａｓｐコードを用いた。

【0090】

（分極の評価）
上記の試料Ｓａを用いた比誘電率の評価において決定された比誘電率ε_rに基づいて、下記の式（２）より、実施例１に係る誘電体の分極Ｐの計算値を算出した。結果を表１に示す。式（２）において、ε₀は真空の誘電率であり、Ｅは絶縁破壊電界である。絶縁破壊電界Ｅは、Wang, Li-Mo. "Relationship between intrinsic breakdown field and bandgap of materials." 2006 25th International Conference on Microelectronics. IEEE, 2006.を参照して、下記の式（３）より算出した。式（３）において、Ｅ_gはバンドギャップであり、今回の計算では４ｅＶと仮定した。式（２）及び（３）におけるＥ及びＥ_gの単位は、それぞれ、Ｖ／ｃｍ及びｅＶである。
Ｐ＝ε₀(ε_r－１)Ｅ 式（２）
Ｅ＝１．３６×１０⁷×（Ｅ_g／４） 式（３）

【0091】

（結晶構造解析）
実施例１に係る誘電体の結晶構造を同定するため、Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定を行った。この測定において、Ｘ線として、Ｃｕ‐Ｋα線を用い、乾燥アルゴン雰囲気下で測定を行った。図２１は、実施例１に係る誘電体のＸＲＤパターンを示すグラフである。横軸が回折角２θを示し、縦軸がＸ線回折の強度を示す。図２１に、ＫＣｌ、ＳｎＣｌ₂、及び（ＮＨ₄）Ｐｂ₂Ｂｒ₅型のＫＳｎ₂Ｃｌ₅のＸＲＤパターンの計算結果を合わせて示す。なお、図２１における縦軸は、各ＸＲＤパターンにおける回折強度の相対的な関係を示しており、異なるＸＲＤパターンにおける回折強度の相対的な関係を示すものではない。実施例１に係る誘電体のＸＲＤパターンによれば、この誘電体は、（ＮＨ₄）Ｐｂ₂Ｂｒ₅型の逆ペロブスカイト型構造を有することが確認された。

【0092】

＜実施例２＞
ＫＢｒの物質量：ＳｎＣｌ₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＫＢｒ及びＳｎＣｌ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例２に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例２に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例２に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。結果を表１に示す。

【0093】

＜実施例３＞
ＫＢｒの物質量：ＳｎＢｒ₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＫＢｒ及びＳｎＢｒ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例３に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例３に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例３に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。結果を表１に示す。

【0094】

＜実施例４＞
Ｋ（ＳＣＮ）の物質量：ＳｎＣｌ₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＫ（ＳＣＮ）及びＳｎＣｌ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例４に係る粉末状の誘電体を作製した。ＳＣＮ^-は－１価のクラスターアニオンであり、ＳＣＮ^-で１つのアニオンをなすとみなした。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例４に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例４に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。結果を表１に示す。

【0095】

＜実施例５＞
ＫＣｌの物質量：ＳｎＢｒ₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＫＣｌ及びＳｎＢｒ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例５に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例５に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例５に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。結果を表１に示す。

【0096】

＜実施例６＞
ＫＩの物質量：ＳｎＣｌ₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＫＩ及びＳｎＣｌ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例６に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例６に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例６に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。結果を表１に示す。

【0097】

＜実施例７＞
ＫＦの物質量：ＫＣｌの物質量：ＳｎＣｌ₂の物質量＝０．５：０．５：２の条件が満たされるようにＫＦ、ＫＣｌ、及びＳｎＣｌ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例７に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例７に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例７に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。結果を表１に示す。

【0098】

＜実施例８＞
ＫＩの物質量：ＳｎI₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＫＩ及びＳｎI₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例８に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例８に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例８に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。結果を表１に示す。

【0099】

＜実施例９＞
ＫＣｌの物質量：ＳｎＣｌ₂の物質量：ＰｂＣｌ₂の物質量＝１：１：１の条件が満たされるようにＫＣｌ、ＳｎＣｌ₂、及びＰｂＣｌ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例９に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例９に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例９に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。結果を表１に示す。

【0100】

＜実施例１０＞
ＲｂＣｌの物質量：ＳｎＣｌ₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＲｂＣｌ及びＳｎＣｌ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例１０に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例１０に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例１０に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。さらに、実施例１と同様にして、実施例１０に係る誘電体の比誘電率及びconvex hullエネルギーを計算した。結果を表１に示す。

【0101】

＜実施例１１＞
ＣｓＢｒの物質量：ＳｎＣｌ₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＣｓＢｒ及びＳｎＣｌ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例１１に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例１１に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例１１に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。結果を表１に示す。

【0102】

＜実施例１２＞
ＣｓＣｌの物質量：ＳｎＣｌ₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＣｓＣｌ及びＳｎＣｌ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例１２に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例１２に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例１２に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。さらに、実施例１と同様にして、実施例１２に係る誘電体の比誘電率及びconvex hullエネルギーを計算した。結果を表１に示す。

【0103】

＜実施例１３＞
ＩｎＩの物質量：ＳｎＣｌ₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＩｎＩ及びＳｎＣｌ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例１３に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例１３に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例１３に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。結果を表１に示す。

【0104】

＜実施例１４＞
ＩｎＩの物質量：ＳｎＩ₂の物質量＝１：２の条件が満たされるようにＩｎＩ及びＳｎＩ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、実施例１４に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて実施例１４に係る誘電体の組成を決定した。また、実施例１４に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。さらに、実施例１と同様にして、実施例１４に係る誘電体の比誘電率及びconvex hullエネルギーを計算した。結果を表１に示す。

【0105】

＜比較例１Ａ＞
ＣｓＣｌの物質量：ＰｂＣｌ₂の物質量＝１：１の条件が満たされるようにＣｓＣｌ及びＰｂＣｌ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、比較例１Ａに係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて比較例１Ａに係る誘電体の組成を決定した。また、比較例１Ａに係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行い、かつ、ＸＲＤ測定に基づいて結晶構造を同定した。さらに、実施例１と同様にして、比較例１Ａに係る誘電体の比誘電率及びconvex hullエネルギーを計算した。結果を表８に示す。

【0106】

＜比較例２＞
（ＣＨ₃ＮＨ₃）Ｃｌの物質量：ＳｎＣｌ₂の物質量＝１：１の条件が満たされるように（ＣＨ₃ＮＨ₃）Ｃｌ及びＳｎＣｌ₂を含む原料粉を用意した以外は、実施例１と同様にして、比較例２に係る粉末状の誘電体を作製した。実施例１と同様にして、ＸＰＳ測定に基づいて比較例２に係る誘電体の組成を決定した。また、比較例２に係る誘電体に対して、実施例１と同様にして、比誘電率の評価を行った。結果を表８に示す。図２２は、比較例２に係る誘電体のＸＲＤパターンを示すグラフである。横軸が回折角２θを示し、縦軸がＸ線回折の強度を示す。図２２に、ペロブスカイト型ＣＨ₃ＮＨ₃ＳｎＣｌ₃、ＣＨ₃ＮＨ₃Ｃｌ、及びＳｎＣｌ₂のＸＲＤパターンの計算結果を合わせて示す。なお、図２２における縦軸は、各ＸＲＤパターンにおける回折強度の相対的な関係を示しており、異なるＸＲＤパターンにおける回折強度の相対的な関係を示すものではない。比較例２に係る誘電体のＸＲＤパターンによれば、この誘電体は、ペロブスカイト型の結晶構造を有することが確認された。

【0107】

＜比較例３＞
非特許文献１に記載の［（ＣＨ₃）₂（Ｆ－ＣＨ₂ＣＨ₂）ＮＨ］₃（ＣｄＣｌ₃）（ＣｄＣｌ₄）で表される逆ペロブスカイト型構造の強誘電体を比較例３に係る誘電体として選択した。比較例３に係る誘電体の室温及び１ＭＨｚにおける比誘電率をFigure 3(c)から読み取った。その結果、比較例３に係る誘電体の室温及び１ＭＨｚにおける比誘電率は１５．４であった。比較例３に係る誘電体は、非特許文献１のEXPERIMENTAL SECTIONを参照して作製可能であると理解される。

【0108】

＜実施例１５＞
ＣｓＳｎ₂Ｂｒ₅の組成を有する（ＮＨ₄）Ｐｂ₂Ｂｒ₅型の逆ペロブスカイト型構造の計算モデルを生成した。計算モデルの生成においてＩ４／ｍｃｍの対称性となるように（ＮＨ₄）Ｐｂ₂Ｂｒ₅から元素置換を行い、第一原理計算に基づいて最安定構造を決定した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表１に示す。

【0109】

＜実施例１６から実施例５０＞
計算モデルの組成を表１、表２、又は表３に示すように変更したこと以外は、実施例１５と同様にして実施例１６から実施例５０に係る計算モデルを生成した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表１、表２、又は表３に示す。

【0110】

＜実施例５１＞
ＣｓＳｎＰｂＣｌ₅の組成を有する（ＮＨ₄）Ｐｂ₂Ｂｒ₅型の逆ペロブスカイト型構造の計算モデルを生成した。計算モデルの生成においてＰ４＿２／ｍｃｍの対称性となるように（ＮＨ₄）Ｐｂ₂Ｂｒ₅から元素置換を行い、第一原理計算に基づいて最安定構造を決定した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表３に示す。

【0111】

＜実施例５１から実施例６０＞
計算モデルの組成を表３に示すように変更したこと以外は、実施例５１と同様にして実施例５１から実施例６０に係る計算モデルを生成した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表３に示す。

【0112】

＜実施例６１＞
ＣｓＩｎ（Ｐｂ₂Ｃｌ₅）₂の組成を有する（ＮＨ₄）Ｐｂ₂Ｂｒ₅型の逆ペロブスカイト型構造の計算モデルを生成した。計算モデルの生成においてＰ４／ｍｃｃの対称性となるように（ＮＨ₄）Ｐｂ₂Ｂｒ₅から元素置換を行い、第一原理計算に基づいて最安定構造を決定した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表４に示す。

【0113】

＜実施例６２から実施例１０５＞
計算モデルの組成を表４、表５、又は表６に示すように変更したこと以外は、実施例６１と同様にして実施例６２から実施例１０５に係る計算モデルを生成した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表４、表５、又は表６に示す。

【0114】

＜実施例１０６＞
ＺｎＩｎ₃Ｃｌ₅の組成を有するＣｓ₃ＣｏＣｌ₅型の逆ペロブスカイト型構造の計算モデルを生成した。計算モデルの生成においてＩ４／ｍｃｍの対称性となるようにＣｓ₃ＣｏＣｌ₅から元素置換を行い、第一原理計算に基づいて最安定構造を決定した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表６に示す。

【0115】

＜実施例１０７から実施例１２３＞
計算モデルの組成を表６又は表７に示すように変更したこと以外は、実施例１０６と同様にして実施例１０７から実施例１２３に係る計算モデルを生成した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表６又は表７に示す。

【0116】

＜実施例１２４＞
ＩｎＢａ₂ＳｂＳ₅の組成を有するＬａ₂ＳｂＣｕＳ₅型の逆ペロブスカイト型構造の計算モデルを生成した。計算モデルの生成においてＩｍａ２の対称性となるようにＬａ₂ＳｂＣｕＳ₅から元素置換を行い、第一原理計算に基づいて最安定構造を決定した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表７に示す。

【0117】

＜実施例１２５から実施例１３５＞
計算モデルの組成を表７に示すように変更したこと以外は、実施例１２４と同様にして実施例１２５から実施例１３５に係る計算モデルを生成した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表６又は表７に示す。

【0118】

＜実施例１３６＞
Ｐｂ₂Ｉｎ₄ＺｎＦ₁₀の組成を有するＬａ₄ＦｅＳｂ₂Ｓ₁₀型の逆ペロブスカイト型構造の計算モデルを生成した。計算モデルの生成においてＰｂｃｍの対称性となるようにＬａ₄ＦｅＳｂ₂Ｓ₁₀から元素置換を行い、第一原理計算に基づいて最安定構造を決定した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表７に示す。

【0119】

＜実施例１３７から実施例１４９＞
計算モデルの組成を表７又は表８に示すように変更したこと以外は、実施例１３６と同様にして実施例１３７から実施例１４９に係る計算モデルを生成した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表７又は表８に示す。

【0120】

＜実施例１５０＞
Ａｌ₂Ｐｂ₄Ｓ₇の組成を有するＢａ₄Ｉｎ₂Ｔｅ₂Ｓ₅型の逆ペロブスカイト型構造の計算モデルを生成した。計算モデルの生成においてＰ４／ｍｂｍの対称性となるようにＬａ₄ＦｅＳｂ₂Ｓ₁₀から元素置換を行い、第一原理計算に基づいて最安定構造を決定した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表８に示す。

【0121】

＜実施例１５１及び実施例１５２＞
計算モデルの組成を表８に示すように変更したこと以外は、実施例１５０と同様にして実施例１５１及び実施例１５２に係る計算モデルを生成した。得られた計算モデルについて、実施例１における計算による合成可能性の評価及び計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、convex hullエネルギー及び比誘電率を算出した。結果を表８に示す。

【0122】

＜比較例１Ｂ＞
ＣｓＰｂＣｌ₃の組成を有し、面共有の複数の八面体の頂点にＣｌ^-が配置され、その八面体の中心にＰｂ²⁺が配置されたペロブスカイト型構造の計算モデルを生成した。この計算モデルを用いて、実施例１における計算による比誘電率の評価と同様にして、第一原理計算により、比誘電率を算出した。結果を表１に示す。

【0123】

図２１及び図２２によれば、比較例２に係る誘電体はペロブスカイト型構造を有するのに対し、実施例１に係る誘電体は、（ＮＨ₄）Ｐｂ₂Ｂｒ₅型の逆ペロブスカイト型構造を有することが確認された。実施例２から１４に係る誘電体のＸＲＤパターンから、実施例２から１４に係る誘電体も（ＮＨ₄）Ｐｂ₂Ｂｒ₅型の逆ペロブスカイト型構造を有することが確認された。表１から表８に示す通り、実施例１から実施例１５２に係る誘電体又は計算モデルの比誘電率の実測値又は計算値は４０を超えていた。これらの実施例に係る誘電体は、頂点共有の複数の八面体の頂点にカチオンが配置され、その八面体の中心にアニオンが配置された逆ペロブスカイト型構造を有する。比較例１Ａ及び２に係るペロブスカイト型の誘電体の比誘電率は４０.０未満であった。加えて、面共有の複数の八面体の頂点にカチオンが配置され、その八面体の中心にアニオンが配置された逆ペロブスカイト型構造を有する比較例３に係る誘電体の比誘電率も４０未満であった。このため、実施例１、３、５、８、１０、１２、１４から１５２における分極の計算値も比較例１Ａ及び１Ｂにおける分極の計算値より高かった。比較例１Ａと比較例１Ｂとを対比すると、ペロブスカイト型構造の化合物は、複数の八面体が面共有である場合に比べて、複数の八面体が頂点共有の場合により高い比誘電率を有することが理解される。このため、頂点共有の複数の八面体の頂点にカチオンが配置され、その八面体の中心にアニオンが配置された部位を有する逆ペロブスカイト型構造が高い比誘電率の観点から有利であることが理解される。

【0124】

下記の文献によれば、convex hullエネルギーが０．１ｅＶ／ａｔｏｍ以下であると、その材料を合成可能であると理解される。このため、表１に示す通り、実施例１５から１５２に係る計算モデルの化合物は合成可能であることが示唆された。
S. Wenhao, et al. "The thermodynamic scale of inorganic crystalline metastability." Science advances 2.11 (2016): e1600225.

【0125】

【表1】

【0126】

【表2】

【0127】

【表3】

【0128】

【表4】

【0129】

【表5】

【0130】

【表6】

【0131】

【表7】

【0132】

【表8】

【産業上の利用可能性】

【0133】

本開示にかかるキャパシタは、高い静電容量を有しやすく有用である。

【要約】

キャパシタ１ａは、第一電極１１と、第二電極１２と、誘電体２０とを備えている。誘電体２０は、第一電極１１と第二電極１２との間に配置されている。誘電体２０は、逆ペロブスカイト型構造の化合物を含んでいる。この化合物の逆ペロブスカイト型構造は、頂点共有の複数の八面体の頂点にカチオンが配置され、かつ、その八面体の中心にアニオンが配置されている部位を有する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図16A】

【図16B】

【図17A】

【図17B】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図19A】

【図19B】

【図19C】

【図20】

【図21】

【図22】