2001 Fiscal Year Annual Research Report
強誘電体極薄膜の微視的構造とその電気的・光学的特性の研究
| Project/Area Number |
11450251
|
|---|
| Research Institution | NARA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY |
|---|
Principal Investigator |
布下 正宏 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (70304160)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 義彦 大阪府立産業技術総合研究所, 材料技術部, 部長(研究職)
徳田 崇 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助手 (50314539)
太田 淳 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教授 (80304161)
|
|---|
| Keywords | 強誘導体薄膜 / チタン酸ジルコン酸鉛 / チタン酸ジルコン酸ランタン鉛 / ペロブスカイト相 / 近接場光学顕微鏡 / 圧電応答顕微鏡 / X線回折測定 / ダイヤフラム型マイクロセンサ |
|---|
| Research Abstract |
平成13年度の研究実施計画に基づき、多元RFマグネトロンスパッタ装置によるPZT(52/48)およびPLZT(8/65/35)の成膜において、新たにITO/SiO_2基板とSrTiO_3(STO)(001)基板を導入し、エピタキシャル薄膜化を行った。その結果、下記のような重要な知見を得ることができた。さらに本年度は、微視的スケールでの評価手法として、新たに圧電応答SPMを導入し、独自の知見を得た。
1.STO基板上に形成したPZT薄膜において、固相エピタキシーの技術により、膜厚20〜400nmのいずれにおいてもエピタキシャル薄膜化することに成功した。成膜条件の最適化により、高品質(XRDロッキングカーブ半値全幅200arcsec以下)のPZTおよびPLZT極薄膜の形成に成功した。
2.膜厚50nm以下の極薄膜では結晶中にリーク電流経路が形成されるためにヒステリシス測定は困難である。本研究では圧電応答SPMを利用することにより、極薄膜域において微視的なドメイン構造(直径数百nm〜1μm)の形成・観察に成功した。また、膜厚50nm以下においても強誘電性が存在するものの、膜厚が小さくなると分極保持特性が低下(保持時間の短縮と脱分極率の増大)がみられることを明らかにした。
3.本研究で強誘電体薄膜の評価に用いている近接場光学顕微鏡(SNOM)観察技術に関し、偏光依存性について実験・理論的検討を行い、本研究の測定におけるアーティファクト(虚像)に関して明らかにした
4.昨年度までにマルチステップ成膜技術によってディスクリートデバイスの作製に成功していたPZTダイヤフラム型マイクロセンサのリング状37素子アレイ化に成功した。また、アレイセンサの駆動のためのBBD(Bucket Brigade Device)を開発した。
研究期間の終了にあたり、上記の研究内容のうち未発表の事項について早急に欧文原著論文としてまとめ、報告の予定である。
|
-
[Publications] 布下 正宏, 太田 淳, 徳田 崇: "強誘電体のナノ構造とそのメゾスコピックな特性"マテリアル インテグラーション. 5月号. 29-37 (2001)
-
[Publications] 笹川 清隆, 中野 貴司, 徳田 崇, 太田 淳, 布下 正宏: "反射型近接場光学顕微鏡における偏光方向の影響"第48回応用物理学関係連合講演会 29pZX6. No.3. 1043 (2001)
-
[Publications] K.Sasagawa, H.Yoshida, T.Tokuda, J.Ohta, M.Nunoshita: "Effects of optical polarization in reflection-mode near-field optical microscopy"Tecnical Digest of the CLEO/Pacific Rim 2001. II. 356-357
-
[Publications] 中野 貴司, 藤生 大祐, 徳田 崇, 太田 淳, 布下 正宏: "RFマグネトロンスパッタリング法によるSrTiO3基板上エピタキシャルPLZT薄膜の結晶性"第49回応用物理学関係連合講演予稿集27aZA3. No.2. (2002)
-
[Publications] 徳田 崇, 中野 貴司, 藤生 大祐, 太田 淳, 布下 正宏: "圧電応答SPMによるPLZT極薄膜の局所ドメインの形成と保持特性評価"第49回応用物理学関係連合講演予稿集27aZA15. No.2. (2002)
-
[Publications] T.Tanaka, S.Arita, A.Tsutitani, K.Inoue, Y.Suzuki, A.Wakaiki, S.Aoyagi, K.Yamasita, M.Okuyama: "Development of BBD for Ultrasonic Sensor Array"Technical Digest of the 18th Sensor Symposium. 347-350 (2001)
