2017 Fiscal Year Annual Research Report
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17H04952
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
北條 元 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (90611369)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 分極回転 / 圧電体 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強誘電・圧電体は不揮発性メモリやアクチュエーターなど様々な用途で実用化され、我々の生活を支えている。代表的な材料はペロブスカイトPbZrO3とPbTiO3の固溶体であるPb(Zr,Ti)O3であるが、Pb（鉛）は環境・人体に有害な元素であるため、世界各国でその規制が進められている。このような状況のもと、非鉛の代替材料の開発が求められている。
本研究では、「分極回転」を利用することで、巨大な圧電応答を示す非鉛圧電体薄膜を実現することを目標としている。2016年に代表者らが報告した、単斜晶構造を有する(001)面配向のBiFe1-xCoxO3薄膜における、分極回転機構により圧電特性が向上するという知見をベースとして、分極回転の効果を最大化するための材料設計を行う。今年度は、1つ目のアプローチとして分極が回転する余地を増やすために、配向の異なるBiFe1-xCoxO3薄膜を作製を試みた。単斜晶構造を持つBiFe1-xCoxO3は安定性が低いため配向の異なる基板上にエピタキシャル薄膜を得ることは出来なかったが、Coの代わりにGaを置換したBiFe1-xGaxO3を(101)面配向の単斜晶構造の薄膜として安定化させることに成功した。さらに(001)配向のBiFe1-xGaxO3薄膜も作製し、それらの薄膜の圧電特性を比較することで、(101)配向の薄膜の圧電特性が(001)配向のものに比べて２倍程度に向上することを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
分極回転機構に基づいた材料設計により、実際に圧電特性が向上すること確認することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
さらに圧電特性を向上させるために、もう一つのアプローチとして元素置換による構造歪みの低減を試みる。また、(101)配向のBiFe1-xGaxO3の微構造解析を行い、その結晶構造を明らかにする。
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