2003 Fiscal Year Annual Research Report
非線形誘電率顕微鏡法を用いた超高密度超高速強誘電体記録
Project/Area Number |
15206036
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
長 康雄 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40179966)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森田 剛 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (60344735)
小田川 裕之 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (00250845)
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Keywords | 走査型非線形誘電率顕微鏡 / 強誘電体 / ドメイン / 走査プローブ顕微鏡 / 強誘電体記 / 超高密度記録 |
Research Abstract |
探針下でのCLTのナノドメイン反転の高速性に関して調べナノセカンド領域でも試料が薄ければ(<100nm)分極反転ドットが生成可能であることを見いだした.しかし一方でCLT単結晶では反転ドメインを電圧印加後も残すためには0.1sec〜2secの分極安定化時間以上電圧を印加する必要があることが報告されている. この結果は我々のナノセカンドオーダーの分極反転が可能であるという結果と矛盾している.そこで本研究ではナノドメインの高速反転が可能となった原因を解明するためにCLTの分極反転に関して詳細に調べ物理的にナノドットの超高速反転が可能であることを明らかにした. ナノ分極ドットの高速反転特性および分極反転のリアルタイム計測によるAnti-Parallel分極反転現象を報告したが,今回薄片化した一致溶融組成LiTaO_3(CLT)を試料に用い,その分極反転特性の電界及び膜厚依存性を調べ,CLTにおいてもナノセカンドの分極反転が可能である裏付けを得た.またリアルタイム計測法を用いて分極反転現象をより詳細に調べ,分極反転する領域が通常の円形ではなく,ある条件が揃うとリング状になる場合があることを見出した. また,強誘電体記録用大面積薄膜媒体として,PbTiO_3薄膜を水熱合成法により作製し単結晶に近い膜を得,そこに半径9.8nmのナノドメインドットを形成することに成功した. 最後にLiTaO_3単結晶媒体においても大面積記録媒体を作製した.即ち,従来の試料作製法では,実用上十分な面積を有する記録媒体を作製することは困難であった.そこで今回新たに,分極制御ウェットエッチング(polarization controlled wet etching ; PCWE)法によって大面積記録媒体を作製するプロセスを開発しこれを用いた実記録のビット誤り率を計測した.
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Research Products
(11 results)
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[Publications] Y.Cho: "Terabit inch^<-2> ferroelectric data storage using scanning nonlinear dielectric microscopy nanodomain engineering system"Nanotechnology. 14. 637-642 (2003)
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[Publications] K.Matsuura: "Observation of domain walls in PbZr_<0.2>Ti_<0.8>O_3 thin film using scanning nonlinear dielectric microscopy"Appl.Phys.Lett. 83・13. 2650-2652 (2003)
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[Publications] K.Odagawa: "Three Dimensional Polarization Direction Measurement Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy with Rotating Electric Field"Journal of Korean Physical Society. 42. S1169-S1173 (2003)
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[Publications] Takeshi Morita: "Observation of Antiparallel Polarization Reversal Using a Scanning Nonlinear Dielectric Microscope"Jpn.J.Appl.Phys. 42・9B. 6214-6217 (2003)
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[Publications] Yoshiomi Hiranaga: "Ultrahigh-Density Ferroelectric Data Storage Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy"Jpn.J.Appl.Phys. 42・9B. 6050-6054 (2003)
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[Publications] Yasuo Cho: "Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy : "Overview -A High Resolution Tool for Observing Ferroelectric Domains and Nano-domain Engineering-"Journal of Korean Ceramic Society. 40・11. 1047-1057 (2003)
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[Publications] Kenjiro Fujimoto: "High-speed switching of nanoscale ferroelectric domains in congruent single-crystal LiTaO_3"Appl.Phys.Lett.. 83・25. 5265-5267 (2003)
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[Publications] Takeshi Morita: "Polarization reversal anti-parallel to the applied electric field observed using a scanning nonlinear dielectric microscopy"Appl.Phys.Lett.. 84・2. 257-259 (2004)
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[Publications] YASUO CHO: "Advances in IMAGING and ELECTRON PHYSICS, Volume 127"Academic Press. 407 (2003)
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[Publications] 長 康雄: "ナノテクノロジー大事典"工業調査会. 989 (2003)
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[Publications] 長 康雄: "強誘電体メモリーの新展開"シーエムシー出版. 134 (2004)