2022 Fiscal Year Annual Research Report
次世代コンデンサ用誘電体ナノキューブ単層膜の高効率開発
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20H02446
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
三村 憲一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20709555)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
板坂 浩樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究員 (30816468)
安井 久一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (30277842)
劉 崢 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (80333904)
高田 瑶子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00805640)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | チタン酸バリウム / ナノキューブ / 超薄膜コンデンサ / 規則配列集積膜 / グラフェン電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに計算により検討してきたフレクソエレクトリック効果と強誘電効果が併存する場合に、BaTiO3ナノキューブ集積体の誘電率の平滑な温度依存性を理論的に検討した。既往の実験によると（T.Tsurumi et al., Jpn. J. Appl. Phys. 41, 6929 (2002))、強誘電体の誘電率の温度依存性は、交流電界の強度を増加させると平滑になることが報告されている。一方、以前におこなったフレクソエレクトリック効果による誘電率の計算（K.Yasui et al., J. Phys.: Condens. Matter 32, 495301 (2020))によれば、温度依存性はほぼフラットになることを見出してきており、これら2つの結果を考慮することにより、BaTiO3ナノキューブ集積体の誘電率の平滑な温度依存性が説明できることが示唆された。また、昨年度に可能となったグラフェンを用いたナノキューブ単層膜コンデンサ構造について、プロセス最適化によりおよそ0.3cm^2の領域にグラフェン電極を作製することを可能にし、大幅な大面積化を達成した。前年度に構築した走査プローブ顕微鏡及び導電性カンチレバーを用いた評価システムを用いた評価から、上記の大面積化を達成したグラフェン電極を用いるコンデンサ構造のリーク電流が10^-11～10^-9A/cm^2オーダーを電界強度～1.5 MV/cmまで示し、昨年度の電界強度（0.6 MV/cm）の2倍以上の電界強度を達成した。この構造を最適化することにより、昨年度作製に成功したグラフェン/ナノキューブ/グラフェン/ナノキューブ・・・の積層構造体がコンデンサとして動作し得る可能性を見出した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
