| Project/Area Number |
20K15362
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2021)
Tokyo Institute of Technology (2020) |
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Principal Investigator |
Kodera Masanori 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (20824585)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 誘電体 / 酸フッ化物 / 薄膜 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究はこれまで誘電体として全く着目されていなかったReO3構造を有する化合物群の誘電体としての可能性を検討することを目的とする。具体的にはTaO2F、NbO2F、TiOF2といったReO3構造を有する酸フッ化物薄膜をCVD法（化学蒸着堆積法）により単結晶基板上にエピタキシャル成長させ、誘電特性を評価する。高品質なエピタキシャル薄膜を作製することで格子定数等を精密に決定し、誘電特性との関係を調査し、最終的に常誘電体における高誘電率材料の新たな設計指針の提案を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
Capacitors are used in almost all electric appliances. Developing dielectrics with high dielectric constants are greatly demanded. In this study, it was experimentally revealed, for the first time, that ReO3-type compounds showed high dielectric constants. First, dielectric constants of ReO3-type TaO2F and NbO2F were simulated by density functional theory calculation. Then, TaO2F and NbO2F thin films were synthesized by the hydrothermal synthesis. These obtained films exhibited higher dielectric constants than Ta2O5 which is practically used as a dielectric material.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
現在、キャパシタ（コンデンサ）として実用化されているのはTa2O5や、BaTiO3などのペロブスカイト型構造酸化物である。本研究はReO3型構造化合物が誘電体として機能することを世界で初めて示し、加えて、既存の実用材料に対して有用な知見を得た。
TaO2FはTa2O5のアニオン置換体とみなすこともでき、結晶構造制御により誘電率を向上できることを示した。ReO3型構造はAサイトのないペロブスカイト型構造とみなすこともでき、誘電率におけるAサイトカチオンとBX6八面体の寄与を実験的に分離して観測したことに対応している可能性があり、ペロブスカイト型構造誘電体の理解を深めるうえでも重要な示唆を得た。
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