2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new functionality in fluorite ferroelectrics through domain and phase coexistence
| Project/Area Number |
17K14807
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
清水 荘雄 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (60707587)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | HfO2 / エピタキシャル薄膜 / その場観察 / ドメインスイッチング / 強誘電性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度にあたる平成３０年度は、（１）ＨｆＯ２基エピタキシャル薄膜における強誘電相発現過程の解明、（２）ＨｆＯ２基エピタキシャル薄膜の厚膜化と強誘電特性の膜厚依存性、また（３）ＨｆＯ２基薄膜におけるドメインスイッチングについて検討した。
（１）ＨｆＯ２基エピタキシャル薄膜における強誘電相発現過程の解明ついては、（１１１）イットリア安定化ジルコニア上に室温で成膜したYO1.5をドープしたＨｆＯ２基エピタキシャル薄膜について、高温X線回折測定を用いたその場観察を行った。実験の結果、室温で成膜した薄膜は単斜晶として薄膜に堆積しており、高温で正方晶相に相転移し、その後冷却過程で斜方晶相に相転移することが分かった。これまで、強誘電相である斜方晶相は安定相である単斜晶相から熱処理によって相転移することはないと考えられていたが、本系ではそのような相転移が起きていることが明らかになった。
このような性質を利用することによって、今まで不可能と考えられていた厚膜の作製が可能となり、（２）について行った。結果として９３０ｎｍという1 μｍスケールの膜厚においても強誘電性の発現を確認した。さらにこの材料系では、厚さによって抗電界がほとんど変わらないという特徴を持っていることが明らかになった。
（３）ＨｆＯ２基薄膜におけるドメインスイッチングについては、昨年度放射光X線回折測定によって明らかにした電界によるドメインスイッチングについて、走査透過電子顕微鏡についても確認した。
|
