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ダブルレーザー時間差照射PLD装置の試作による光学級セラミックス薄膜の高速成膜

研究課題

研究課題/領域番号 17656212
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 無機材料・物性
研究機関静岡大学 (2006)
東京工業大学 (2005)

研究代表者

脇谷 尚樹  静岡大学, 工学部, 助教授 (40251623)

研究分担者 篠崎 和夫  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (00196388)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2005年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワードNd-YAGレーザー / エキシマレーザー / 時間差照射 / Pb(Mg_<1 / 3>Nb_<2 / 3>)O_3 / PLD / 光学級薄膜 / 高速性膜
研究概要

平成18年度はPb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3(PMN-PT)薄膜について、KrFエキシマレーザーとNd:YAGレーザーの2つのレーザーを照射するタイミングを変化させることにより遅延時間が薄膜の微構造におよぼす影響を精密に明らかにすることを行った。さらに、ダブルレーザーに加えて、ターゲットと基板の間にシャドウマスクを導入した結果についても検討した。微構造の観察は走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡観察ならびに原子間力顕微鏡観察にて行った。このような微構造観察を通して2種類のレーザーを照射するタイミングを変えることによって、ドロップレットを実際に消滅することができることを明らかにした。ただ、ダブルレーザーのみではドロップレットの完全な除去は困難であったが、シャドウマスクの導入によって膜厚1.6μmという厚さになってもrms2粗さは16nm以下で緻密な薄膜を作製することができた。プリズムカップリング法でこの薄膜の屈折率を測定したところ2.59とバルクで報告されている値とほぼ等しい値が得られた。この薄膜に電界を印加して屈折率の電界依存性を調べたところ、r_<13>=17pm/V、r_<33>=55pm/Vとシリコン基板上に作製したエピタキシャル成長膜としては世界最高水準の高さの電気光学係数を得ることができた。
また、ダブルレーザーPLD法をHfO_2薄膜にも適用することにより、Nd:YAGレーザーに対するKrFエキシマレーザーの発射の遅延時間は0.5μsが最適値であり、この遅延時間の場合にもっともドロップレットの少ない良質の薄膜が得られることが明らかになった。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8件)

  • [雑誌論文] Preparation and structure of lead magnesium niobate titanate film by double-pulse excitation using Nd : YAG and KrF excimer lasers2007

    • 著者名/発表者名
      K.Shinozaki, M.Kasahara, T.Kiguchi, N.Mizutani, N.Wakiya
    • 雑誌名

      Jpn.J. Appl. Phys. 46

      ページ: 657-659

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication and Its Microstructure Change of PMN-PT Thin Films on Si Substrates by PLD with Mask and Double-Pulse Laser Excitation2007

    • 著者名/発表者名
      S.Hayashi, N.Wakiya, T.Kiguchi, J.Tanaka, K.Shinozaki
    • 雑誌名

      Key Engineerig Materials (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of HfO_2 Thin Film on Si Substrate by Double-Pulse Excitation PLD2007

    • 著者名/発表者名
      T.Tabara, N.Wakiya, T.Kiguchi, J.Tanaka, K.Shinozaki
    • 雑誌名

      Key Engineerig Materials (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrooptic properties of lead zirconate titanate films prepared on silicon substrate2006

    • 著者名/発表者名
      M.Kondo, K.Sato, M.Ishii, N.Wakiya, K.Shinozaki, K.Kurihara
    • 雑誌名

      Jpn.J Appl. Phys. 45

      ページ: 7516-7519

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Modification of the Drain Current on a Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor with Ferrite Gate Oxide2006

    • 著者名/発表者名
      N.Wakiya, H.Wada, K.Shimizu, M.Machi, N.Mizutani, K.Shinozaki
    • 雑誌名

      J.Magn.Soc.Jpn. 30

      ページ: 61-64

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Diffusion behavior at the interface of (Ba,Sr)TiO_3/ST)/electrode/buffer layer/Si epitaxial multi-layer thin film2006

    • 著者名/発表者名
      Naoki Wakiya, Akinori Higuchi, Kazuo Shinozaki, Nobuyasu Mizutani et al.
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials 301

      ページ: 257-260

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation and optical properties of epitaxial Pb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3 thin film on Si substrate with buffer layer using pulsed laser deposition2006

    • 著者名/発表者名
      Naru Nemoto, Naoki Wakiya, Kazuo Shinozaki, Nobuyasu Mizutani et al.
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials 301

      ページ: 265-268

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Stress Control and Ferroelectric Properties of Lead Zirconate Titanate (PZT) Thin Film on Si Substrate with Buffer Layers2005

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Fujito, Naoki Wakiya, Nobuyasu Mizutani, Kazuo Shinozaki
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44

      ページ: 6900-6904

    • NAID

      130004534722

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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