2006 Fiscal Year Annual Research Report
格子歪みによる酸化物人工超格子の非線形誘電性の制御とデバイス化
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17360322
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鶴見 敬章 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (70188647)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 智志 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (60240545)
掛本 博文 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助手 (10334509)
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| Keywords | 強誘電体 / 人工超格子 / 誘電性 / 薄膜 / ペロブスカイト化合物 |
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| Research Abstract |
本研究は、ペロブスカイト型誘電体薄膜の物性を理解し、デバイス化への道筋を明確にすることを目的として実施された。平成18年度は、実用化が期待されている非線形誘電体薄膜であるチタン酸バリウム-チタン酸ストロンチウム系固溶体薄膜について、誘電物性が電極材料によりどのように変化するかを明らかにするための研究を行った。RFマグネトロンスパッタ法で、単結晶チタン酸ストロンチウム基板上にルテニウム酸ストロンチウム膜を介して、エピタキシャル膜を作製した。この膜上にインジウム、金、銀、白金の上部電極を形成して、誘電特性を測定した。その結果、誘電特性は上部電極により大きく異なることが明らかとなった。この変化を、既存のショットキー障壁理論を、非線形誘電性を考慮した形に改良した新しい理論式により解析した。解析の結果、作製した薄膜はp型半導体であり、これと仕事関数の異なる金属との接触により形成されるショットキー障壁を仮定すると、薄膜の誘電特性が合理的に説明できることを明らかにした。特に、ショットキー障壁内には金属の仕事関数に応じて非常に高い電界がかかっており、非線形誘電特性により障壁内の誘電率は非常に低下していること、さらに、測定される薄膜の誘電率は、障壁内の低誘電率層と同固溶体膜の直列結合として説明できることなどを明らかにした。これらの結果は、同固溶体膜を非線形誘電体薄膜として応用する際に、誘電物性を制御する上で極めて重要であると考えられた。
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