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ピエゾMEMSの信頼性確保を目指した圧電体膜の結晶構造およびドメイン構造評価

研究課題

研究課題/領域番号 12F02766
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

舟窪 浩  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (90219080)

研究分担者 PATTAMADAI SUNDARAM Sankara Rama Krishnan  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 外国人特別研究員
PATTAMADAI Sundaram, S.  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2014年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードMEMS / 圧電体 / Pb(Zr, Ti)O3 / 電界下測定 / 劣化機構解明 / Pb(Zr, Ti)0_3 / Pb(Zr,Ti)O_3
研究実績の概要

MEMS(Microelectro mechanical system)は、人間の脳を高度化したのがコンピュータだとすると、筋肉や五感(目、鼻、耳、触感)等を高度化するデバイスであり、安全で安心な社会構築に向けて非常に重要な技術である。圧電体を用いたMEMSは小型化に有利なことから、MEMSの本命技術といわれているが、実用化の例は必ずしも多くない。最大の問題は、圧電体を再現性良く作製することが非常に難しいことによっている。
本研究では、圧電MEMSの性能を決定している圧電体のドメイン構造の制御および観察を行うことを目的としている。

これまで行ってきた膜の特性劣化の機構を透過型電子顕微鏡やラマン分光法を駆使して解析し、その原因を突き止める。これによって、特性の劣化を引き起こす原因を明らかにした。
振動を用いた発電に使用への期待がある水熱合成(K,Na)NbO3について、TEMによる解析を行ったところ、膜厚方向にKとNaの組成分布が存在することが明らかになった。これがバルクで観察される大きな圧電性のK/(K+Na)依存性が膜では観察されない原因であることを突き止めた。また、膜厚がナノメータオーダーのMEMSに適用の可能性にある(Zr,Hf)O2膜についても研究を行い、緻密な結晶化した膜が作製できていることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Study on the effect of heat treatment conditions on metalorganic-chemical-vapor-deposited ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2 thin film on Ir electrode2014

    • 著者名/発表者名
      Takao Shimizu, Tatsuhiko Yokouchi, Takahisa Shiraish, Takahiro Oikawa, P. S. Sankara Rama Krishnan, and Hiroshi Funakubo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dielectric Tunability Analysis of Pyrochlore Bil. 5Zn1. ONb1.507 Using Epitaxial Films on Pyrochlore Bi2Ru207 Conductive Layers2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Nakajima, Rikyu Ikariyama, P. S. Sankara Rama Krishnan, Tomoaki Yamada, Hiroshi Funakubo
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 104 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4861221

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Structure Change with Applied Electric Field for (100)/(001)-oriented Polycrystalline Lead Zirconate Titanate Films2013

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Wada, Yoshitaka Ehara, Shintaro Yasui, Takahiro Oikawa, Mitsumasa Nakajima, Megu Wada, P. S. Sankara Rama Krishnan, Soichiro Okamura, Ken Nishida, Takashi Yamamoto, Takeshi Kobayashi, Hitoshi Morioka, and Hiroshi Funakubo
    • 雑誌名

      Mater. Res. Soc. Symp. Proc.

      巻: 1507 ページ: 21-26

    • DOI

      10.1557/opl.2013.161

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Transmission Electron Microscopy Study of Magnesium Silicide-Sapphire Interface2014

    • 著者名/発表者名
      P.S.S.R. Krishnan, S. Ogawa, A. Katagiri, M. Matsushima, K. Akiyama, H. Uchida, and H. Funakubo
    • 学会等名
      The Eighth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC8)
    • 発表場所
      Mielparque-Yokohama (Yokohama, 神奈川県)
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学大学院総合理工学研究科舟窪研究室ホームページ

    • URL

      http://f-lab.iem.titech.ac.jp/f-lab.htm

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://f-lab.iem.titech.ac.jp/f-lab.htm

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://f-lab.iem.titech.ac.jp/f-lab.htm

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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