| Project/Area Number |
23K22428
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| Project/Area Number (Other) |
22H01157 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
Nakajima Nobuo 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (90302017)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安井 伸太郎 東京科学大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40616687)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000)
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| Keywords | 外部電場同期のX線吸収分光 / フレキソ電気性 / 強誘電性 / チタン酸ストロンチウム / 電子状態 / 外部電場同期のX線吸収分光法 / チタン酸ストロンチウム極薄膜 |
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| Outline of Research at the Start |
（基盤Ｂ:18H01153）で開発した「外部電場に同期したサブマイクロ秒時間分解Ｘ線吸収分光法」により、常誘電体SrTiO3薄膜に生じる隠れた強誘電性を明らかにしつつある。これまでの研究成果を本年度中に論文発表する。同手法に依り得られた結果を、低速陽電子回折実験によって定量的に解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In strontium titanate thin films, it has often been reported that ferroelectricity appears in nanometer-sized films due to stress distortion and oxygen deficiency. In this study, we aimed to clarify whether this “ferroelectricity” is a “direct ferroelectricity”in which spontaneous polarization responds to an external electric field.
Element-selective electronic structure measurements by X-ray absorption spectroscopy revealed the dynamic behavior of the spontaneous polarization synchronized with the external electric field. It was also revealed that this polarization is selectively oriented in the substrate direction and becomes more pronounced with decreasing film thickness. Furthermore, slow positron diffraction experiments revealed that this spontaneous polarization is maintained at the surface due to the sinking of titanium ions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
今日の高度情報化社会を支える電子デバイスには、電気を蓄える誘電体と呼ばれる材料が欠かせない。デバイスの小型化が進むにつれ、これまでの材料では十分な特性を示さなくなることも多い（サイズ効果）。一方、ナノメートルスケールになると、これまで特性を示さなかった材料が「誘電体」として活用できる特性を示す例もある。本研究の対象物質であるチタン酸ストロンチウムの薄膜はその一例である。なぜ、薄膜にすると誘電性を示すようになるのかを、Ｘ線吸収分光測定を中心に解明した。
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