2017 Fiscal Year Annual Research Report
蛍石構造酸化物のアニオン制御による“直接特性制御型強誘電体”の創成
Publicly Offered Research
| Project Area | Exploration of nanostructure-property relationships for materials innovation |
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| Project/Area Number |
16H00882
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
舟窪 浩 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90219080)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 蛍石構造（酸化物） / アニオン制御 / 直接制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、蛍石構造酸化物のアニオンサイトの設計およびその操作によって、特性を直接制御できるまったく新しい強誘電体を作製することを目的とする。従来のぺロブスカイト構造型強誘電体では、アニオン置換すると絶縁性の維持が困難なため、カチオンの制御によってアニオンネットワークが作る結晶の骨格構造を制御することで強誘電特性を制御する “間接制御”しかできていなかった。本研究によって、蛍石構造酸化物では、特性を支配するアニオンサイトを直接制御することによって特性を直接制御できる可能性がある。本研究は、研究代表者が世界に先駆けて作製したエピタキシャル膜の成果に基づいている。本年度は以下の成果を得た。
１）高温XRDによる解析結果から、膜厚(5-90 nm)、結晶方位[{100}と{111}]、結晶方位完全性 (エピタキシャル膜と１軸配向膜)に関わらず、0.07YO1.5-0.93HfO2膜は350℃以上のキュリー温度を示し、強誘電性は温度に対して高い安定性を示すことが明らかになった。
２）ZrO2-HfO2膜での強誘電相の膜厚に対する安定性は、表面エネルギーが結晶性相を決める最も重要な因子だと仮定した理論論文と傾向が良く一致し、組成によって結晶相の安定性が変化した。この結果から、表面エネルギーが結晶相の安定性を支配している可能性が明らかになった。
３）Y2O3をドープしたTaの酸窒化物では、直方晶の蛍石構造の膜が得られ、強誘電性が得られる可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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