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2007 Fiscal Year Annual Research Report

ナノサイズ強誘電体における分極反転に関する研究

Research Project

Project/Area Number 18760238
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

藤澤 浩訓  University of Hyogo, 大学院・工学研究科, 助教 (30285340)

Keywords強誘電体極薄膜 / 強誘電体ナノ構造 / 分極反転 / エピタキシヤル成長 / 成長様式 / SNDM
Research Abstract

本年度は,主として高品質ナノサイズ強誘電体の作製・構造制御とその分極反転のSPM観察に取り組み,以下の知見を得た.
1.SrTiO_3(100)傾斜基板上に作製したPt薄膜上では,PbTiO_3ナノ構造の自己集合化がPtのステップに律速され,これが配置制御に応用できる可能性があることを見出した.
2.面心立方構造を持つPt,Irとペロブスカイト構造を持つSrRuO_3,SrTiO_3,PbTiO_3をSrTiO_3(100)基板上に積層し,それらの成長様式が格子不整合によらず,結晶構造の違いのみにより決定されることを見出した.
3.SrTiO_3(100)基板にコヒーレントに成長したPt及びSrRuO_3薄膜上にPbTiO_3薄膜をエピタキシャル成長させたところ,Pt薄膜上ではSrRuO_3,薄膜上よりも90゜ドメインが形成されやすく,容易に応力緩和されることを見出した.また,Pt薄膜上のPbTiO_3ナノ構造はc-ドメインのみで構成され90°ドメイン形成による応力緩和は見られなかった.
4.X線CTR散乱測定により,SrTiO_3(100)及びSrRuO_3/SrTiO_3(100)基板上に作製した膜厚3nm以下のPbTiO_3の膜厚及び格子定数の解析を行った.
5.PFMにより圧電特性のサイズ依存性を調べた結果,PbTiO_3ナノ構造ではその幅にはほとんど依存せず,高さに依存して圧電特性が変化することを明らかにした.特に高さ10nm以下では急激に圧電定数が低下した.また,PbTiO_3ナノ構造では分極反転ドメインの形成が困難かつ不安定であるのに対し,PbTiO_3薄膜は容易に分極反転させることができ,分極反転ドメインも比較的安定であった.
これらの知見より,ナノサイズ強誘電体では90゜ドメイン構造とそれによる応力緩和が分極反転に大きな影響を及ぼすと結論づけられる.今後はより定量的な評価を進める.

  • Research Products

    (14 results)

All 2008 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Epitaxial growth and ferroelectric properties of PbTiO_3 thin films on coherently grown Pt bottom electrodes2008

    • Author(s)
      H.Fujisawa, et. al.
    • Journal Title

      Trans.Mater.Res.Soc.Japan 33(未定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Epitaxial Growth of Pt and Ir Thin Films on a SrTi0_3(001)SubStrate2007

    • Author(s)
      H.Fujisawa, et. al.
    • Journal Title

      Proc.of The 16th Int.Symp.0n the Application of Ferroelectrics

      Pages: 183-186

  • [Presentation] 走査型非線形誘電率顕微鏡によるSrTi0_3基板上のPbTi0_3極薄膜のドメイン構造の観察2008

    • Author(s)
      米谷 匡司
    • Organizer
      2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学,千葉県船橋市
    • Year and Date
      2008-03-29
  • [Presentation] PbTi0_3(001)自己集合島の圧電応答のサイズ依存性2008

    • Author(s)
      清王 義弘
    • Organizer
      2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学,千葉県船橋市
    • Year and Date
      2008-03-29
  • [Presentation] Pt薄膜表面の微構造がPbTi0_3(001)自己集合島の成長に及ぼす影響2008

    • Author(s)
      比企 透雄
    • Organizer
      2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学,千葉県船橋市
    • Year and Date
      2008-03-29
  • [Presentation] SrRu0_3/SrTi0_3(100)上にMOCVD法で成長させたPbTi0_3極薄膜の強誘電性2007

    • Author(s)
      藤沢 浩訓
    • Organizer
      第18回日本MRS学術シンポジウム
    • Place of Presentation
      日本大学,東京都千代田区
    • Year and Date
      2007-12-09
  • [Presentation] コヒーレント成長したPt下部電極上へのPbTi0_3薄膜のエピタキシャル成長とその強誘電特性2007

    • Author(s)
      久米 正義
    • Organizer
      第18回日本MRS学術シンポジウム
    • Place of Presentation
      日本大学,東京都千代田区
    • Year and Date
      2007-12-09
  • [Presentation] 走査型非線形誘電率顕微鏡によるPbTi0_3極薄膜のドメイン構造の観察2007

    • Author(s)
      米谷 匡司
    • Organizer
      2007年第68回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学,札幌市
    • Year and Date
      2007-09-05
  • [Presentation] MOCVD法によるPt/Ir/SrTi0_3(001)基板上へのエピタキシャルPbTio3薄膜の作製2007

    • Author(s)
      久米 正義
    • Organizer
      2007年第68回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学,札幌市
    • Year and Date
      2007-09-05
  • [Presentation] MOCVD法による高品質エピタキシゃルPb(Zr,Ti)O_3極薄膜の作製2007

    • Author(s)
      住井 亮介
    • Organizer
      2007年第68回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学,札幌市
    • Year and Date
      2007-09-05
  • [Presentation] 走査型非線形誘電率顕微鏡によるPb(Zr,Ti)0_3極薄膜のドメイン構造の観察2007

    • Author(s)
      米谷 匡司
    • Organizer
      2007年第68回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学,札幌市
    • Year and Date
      2007-09-05
  • [Presentation] Epitaxial growth of ultrathin PbTiO_3,films and their ferroelectricity2007

    • Author(s)
      H.Fujisawa
    • Organizer
      The 15th International Conference on Crystal Growth
    • Place of Presentation
      Salt Lake City,USA
    • Year and Date
      2007-08-14
  • [Presentation] PbTi0_3極薄膜の強誘電性2007

    • Author(s)
      藤沢 浩訓
    • Organizer
      第24回強誘電体応用会議
    • Place of Presentation
      コープイン京都,京都市
    • Year and Date
      2007-05-13
  • [Presentation] Ferroelectricity and Domain Structure of Ultrathin PbTiO_3 Films2007

    • Author(s)
      H.Fujisawa
    • Organizer
      Int.Symp.on Integr.Ferroelectr.
    • Place of Presentation
      Bordeaux,France
    • Year and Date
      2007-05-10

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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