2016 Fiscal Year Annual Research Report
Local potential structure characterization of polar oxide interfaces by atomic-resolution electric field imaging STEM
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26289234
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
柴田 直哉 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10376501)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 極性界面 / STEM / ポテンシャル / 電場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請者らが近年開発した原子分解能電場計測走査透過電子顕微鏡法を用いてセラミックス界面の局所電場及び静電ポテンシャル構造を直接解析し、セラミックス界面における機能発現メカニズムを本質的に解明することを目指している。特に、本研究では強誘電体セラミックス及び圧電セラミックスなどの極性酸化物セラミックスの界面に着目し、その局所電場プロファイルをナノメーターオーダーで実空間観察することにより、界面における電場変調、電荷分布、静電ポテンシャル構造を実験的に直接明らかにする。これにより、極性酸化物セラミックスの界面機能発現の根本メカニズム解明にブレークスルーを与えるとともに、最近発見された極性酸化物ヘテロ界面における特異な電気伝導現象の起源解明にも挑戦する。
本年度は、原子分解能電場計測STEM法の理論解析とモデル結晶・ナノ粒子を用いた実験検証を精力的に行い、分割型検出器を用いて原子電場（原子内部の電場）の定量解析が可能であることを実証した。また、原子分解能電場計測STEM法を用いてGaN系ヘテロ構造における極性界面電場構造解析を行い、ヘテロ界面における界面ポテンシャル構造変化に起因する電場変化を超高空間分解能で計測することに成功した。この電場分布情報をもとに、マックスウェル方程式を用いて極性界面における電荷密度分布を実空間で可視化することにも成功した。本研究により、原子分解能電場計測STEM法は極性界面などの局所的な電場変化を伴う界面解析に極めて有効であることが示された。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Direct electromagnetic structure observation by aberration-corrected differential phase contrast scanning transmission electron microscopy2016
Author(s)
N. Shibata, S.D. Findlay, T. Matsumoto, T. Seki, G.S. Santolino, Y. Kohno, H. Sawada, H. Sasaki, Y.G. So, R. Ishikawa and Y. Ikuhara
Organizer
Microscopy and Microanalysis 2016
Place of Presentation
USA, Ohio, Columbus
Year and Date
2016-07-26
Int'l Joint Research / Invited
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