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ピエゾMEMSの信頼性確保を目指した圧電体膜の結晶構造およびドメイン構造評価

Research Project

Project/Area Number 12F02766
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

舟窪 浩  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (90219080)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) PATTAMADAI SUNDARAM Sankara Rama Krishnan  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 外国人特別研究員
PATTAMADAI Sundaram, S.  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2014: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
KeywordsMEMS / 圧電体 / Pb(Zr, Ti)O3 / 電界下測定 / 劣化機構解明 / Pb(Zr, Ti)0_3 / Pb(Zr,Ti)O_3
Outline of Annual Research Achievements

MEMS(Microelectro mechanical system)は、人間の脳を高度化したのがコンピュータだとすると、筋肉や五感(目、鼻、耳、触感)等を高度化するデバイスであり、安全で安心な社会構築に向けて非常に重要な技術である。圧電体を用いたMEMSは小型化に有利なことから、MEMSの本命技術といわれているが、実用化の例は必ずしも多くない。最大の問題は、圧電体を再現性良く作製することが非常に難しいことによっている。
本研究では、圧電MEMSの性能を決定している圧電体のドメイン構造の制御および観察を行うことを目的としている。

これまで行ってきた膜の特性劣化の機構を透過型電子顕微鏡やラマン分光法を駆使して解析し、その原因を突き止める。これによって、特性の劣化を引き起こす原因を明らかにした。
振動を用いた発電に使用への期待がある水熱合成(K,Na)NbO3について、TEMによる解析を行ったところ、膜厚方向にKとNaの組成分布が存在することが明らかになった。これがバルクで観察される大きな圧電性のK/(K+Na)依存性が膜では観察されない原因であることを突き止めた。また、膜厚がナノメータオーダーのMEMSに適用の可能性にある(Zr,Hf)O2膜についても研究を行い、緻密な結晶化した膜が作製できていることを確認した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Study on the effect of heat treatment conditions on metalorganic-chemical-vapor-deposited ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2 thin film on Ir electrode2014

    • Author(s)
      Takao Shimizu, Tatsuhiko Yokouchi, Takahisa Shiraish, Takahiro Oikawa, P. S. Sankara Rama Krishnan, and Hiroshi Funakubo
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 53

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Dielectric Tunability Analysis of Pyrochlore Bil. 5Zn1. ONb1.507 Using Epitaxial Films on Pyrochlore Bi2Ru207 Conductive Layers2014

    • Author(s)
      Mitsumasa Nakajima, Rikyu Ikariyama, P. S. Sankara Rama Krishnan, Tomoaki Yamada, Hiroshi Funakubo
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 104 Issue: 2

    • DOI

      10.1063/1.4861221

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal Structure Change with Applied Electric Field for (100)/(001)-oriented Polycrystalline Lead Zirconate Titanate Films2013

    • Author(s)
      Ayumi Wada, Yoshitaka Ehara, Shintaro Yasui, Takahiro Oikawa, Mitsumasa Nakajima, Megu Wada, P. S. Sankara Rama Krishnan, Soichiro Okamura, Ken Nishida, Takashi Yamamoto, Takeshi Kobayashi, Hitoshi Morioka, and Hiroshi Funakubo
    • Journal Title

      Mater. Res. Soc. Symp. Proc.

      Volume: 1507 Pages: 21-26

    • DOI

      10.1557/opl.2013.161

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Transmission Electron Microscopy Study of Magnesium Silicide-Sapphire Interface2014

    • Author(s)
      P.S.S.R. Krishnan, S. Ogawa, A. Katagiri, M. Matsushima, K. Akiyama, H. Uchida, and H. Funakubo
    • Organizer
      The Eighth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC8)
    • Place of Presentation
      Mielparque-Yokohama (Yokohama, 神奈川県)
    • Year and Date
      2014-06-25 – 2014-06-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京工業大学大学院総合理工学研究科舟窪研究室ホームページ

    • URL

      http://f-lab.iem.titech.ac.jp/f-lab.htm

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://f-lab.iem.titech.ac.jp/f-lab.htm

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://f-lab.iem.titech.ac.jp/f-lab.htm

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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