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強誘電体薄膜のエレクトロンエミッションに関する研究

Research Project

Project/Area Number 14655238
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

鈴木 久男  静岡大学, 工学部, 助教授 (70154573)

Project Period (FY) 2002 – 2003
Project Status Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2003: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2002: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywordsゾルゲル法 / 強誘電体 / 薄膜 / 電子放射 / 分極反転 / 強誘電体薄膜 / チタン酸ジルコン酸鉛 / 分域(ドメイン) / 電気特性 / 組成 / 配向性
Research Abstract

強誘電体からの電子放射(エレクトロンエミッション)は、基本的には強誘電体の本質である電界の印可による分極反転を利用した現象であると認識されるが、電子の供給源など不明な点も少なくない。しかも、実質的に蛍光体を光らせることができる強誘電体薄膜の報告はなされていない。これは、高性能強誘電体薄膜の低温形成とマイクロパターニングが困難であること及び電子放射の本質的な原理が完全には解明されていないことに帰因する。
本研究では強誘電体薄膜からの電子放射を実現するために、強誘電体薄膜の特性改善と電子放射特性との関係を明らかにすることを目的とした。前者については、PZT系について研究を行った。その結果、独自のゾルゲル法による強誘電体薄膜の低温形成技術を開発し、成膜したPZT系薄膜について電子放射特性の基礎となる分域構造を分析し、優れた電子放射特性を実現する薄膜の形成方法の基盤研究を行った。
後者については、湿式法をベースとした安価なマイクロパターン形成法による強誘電体薄膜形成技術を開発した。
湿式法による強誘電体薄膜マイクロパターン形成法は、実際に中小のメーカーで製造する上で非常に大きな利点となる。すなわち、本研究は工学的であるとともに非常に先駆的であり、国内での草分け的存在となる独創的なマイクロパターン形成法を開発できた。
一方、強誘電体薄膜の電子放射の原理に関する研究は、現在までのところ解明できていない。この様な研究は海外を含めて報告されておらず萌芽研究で申請した所以であるが、残念ながら本研究でも本質は解明できなかった。さらなる研究が期待される。

Report

(2 results)
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All Other

All Publications (12 results)

  • [Publications] T.Ohno, H.Suzuki, D.S.Fu, M.Takahashi, T.Ota, K.Ishikawa: "Effect of Rapid Thermal Annealing on Residual Stress in Lead Titanate Thin Film by Chemical Solution Deposition"J.Ceram.International. in press.

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] H.Suzuki, T.Mori, T.Fujinami, T.Ota, M.Fuji, M.Takahashi: "Micro-patterning of Sol-Gel-derived PZT Thin Film with SAM"J.Ceram.International. in press.

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Desheng Fu, Kazuyuki Suzuki, Kazumi Kato, Hisao Suzuki: "Effect of built-in bias fields on the nanoscale switching in ferroelectric thin films"Appl.Phys.Lett.,82. in press.

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] H.Nakayama, S.Suzuki, S.Miyahara, H.Suzuki: "Pb(Zr, Ti)O_3 Thin Film Grown on Seeding Layer with Electric Field-Assisted Annealing"Transactions of Materials Research Society of Japan. in press.

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] H.Nakayama, M.shouichi, S.Suzuki, H.Suzuki: "Influence of Electric-Field-Assisted Annealing on Orientation of PZT Thin Films"Jpn.J.Appl.Phys. 43. 242-246 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Ohno, D.S.Fu, H.Suzukil, H.Miyazaki, K.Ishikawa: "Residual Stress in Lead Titanate Thin Film on Different Substrates"J.Euro.Ceram.Soc.. 24. 1669-1672 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] D.S.Fu, H.suzuki, T.Ogawa, K.Ishikawa: "High-piezoelectric behavior of c-axis-oriented lead zicronate titanate thin films with composition near the morphotropic phase boundary"Appl. Phys. Lett.. 80. 3572-3574 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] D.S.Fu, K.Ishikawa, Y.Yoshimi, H.Suzuki: "Long-Time Piezoelectric Relaxation in Lead Zirconate Titanate Thin Film"Jpn. J. Appl. Phys.. 41. L580-L582 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Ohno, H.suzuki, J.Takahashi, T.Ota, M.Takahashi, Y.Hikichi: "Effect of Excess Lead on Dielectric and Ferroelectric Properties of Alkoxide-derived Lead Titanate Thin Film"Ferroelectrics. 271. 309-314 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Ohno, T.Mori, H.Suzuki, D.S.Fu, W.Wunderlich, M.Takahashi, K.Ishikawa: "Size Effect for Lead Zirconate Titanate Nanopowders with Pb(Zr_<0.3>Ti_<0.7>)O_3 Composition"Jpn. J. Appl. Phys.. 41, Part1 No.11B. 1-4 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] D.S.Fu, K.Suzuki, K.Kato, M.Minakata, K.i Kodaira, H.Suzuki: "Investigation of Domain Switching and Retention in Oriented Pb(Zr0.3Ti0.7)O3 Thin Film by Scanning Force Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. Vol.41, Part1 No.11B. 6985-6988 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Desheng Fu, Kazuyuki Suzuki, Kazumi Kato, Hisao Suzuki: "Dynamics of nanoscale polarization backswitching in tetragonal lead zirconate titanate thin film"Appl. Phys. Lett.. 82. 2130-2132 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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