2012 Fiscal Year Annual Research Report
成膜時磁場印加による自発的超格子構造の生成メカニズム解明と構造誘起強誘電性の発現
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22360270
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
脇谷 尚樹 静岡大学, 工学部, 教授 (40251623)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 久男 静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (70154573)
坂元 尚紀 静岡大学, 工学部, 助教 (80451996)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | PLD / 磁場印加 / SrTiO3 / 強誘電性 / 超格子 |
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| Research Abstract |
チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）は量子常誘電体であり強誘電性は示さない。これに対して、申請者らは磁場を印加しながらPLD法でSrTiO3単結晶基板上にホモエピタキシャル成長させたSrTiO3薄膜は膜厚方向に組成の周期的変化（超格子構造）を生じ、強誘電性を示すことを見いだしている。しかし、１、自発的に超格子構造が生じるメカニズム、２、この薄膜における強誘電性の発現機構、３、同様の現象が他のペロブスカイト薄膜にも生じるかどうかの汎用性、等については明らかにされていない。本研究の目的はこれらの点を明らかにし、｢成膜時の磁場によって誘起される特異構造や物性発現に関する新しい材料科学の構築｣にある。本研究の成果は、現在開発が急務となっている新しい非鉛圧電体の探索にも道を拓くと期待される。
平成２４年度は自発的に超格子構造が生成する原因の解明を試みた。自発的に超格子構造を生成させることが可能な機構として、１、核生成-核成長機構、２、スピノーダル分解機構、３、核生成-核成長機構とスピノーダル分解機構の中間的な擬スピノーダル分解機構の３つがあるが、自発的に生成した超格子薄膜の周期に及ぼす時効効果や組成依存性からスピノーダル機構であることが明らかにされた。一方で、up-hill拡散で相分離が進行するスピノーダル分解の場合には成膜速度の上昇は周期の低下をもたらすはずであるが、本研究では成膜速度の上昇は周期の増加をもたらした。このことは、磁場中で作製したエピタキシャル成長薄膜におけるスピノーダル分解におけるup-hill拡散は熱的に活性化されるというよりもむしろ、別の要因を考える必要があることが示唆された。このような要因の一つとして、基板へのイオンの衝突効果が推定された。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
