| 研究課題/領域番号 |
17K18970
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
今野 豊彦 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (90260447)
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| 研究分担者 |
白石 貴久 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (50758399)
木口 賢紀 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (70311660)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 強誘電体 / 酸化物薄膜 / 透過電子顕微鏡 / エックス線回折 / 構造解析 / 電子顕微鏡 / 異相境界 / 相安定性 / 酸化物強誘電体 / 多層薄膜 / 多重臨界挙動 |
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| 研究成果の概要 |
酸化物強誘電体材料は現代の科学文明を支える材料群のひとつであり、メモリーデバイスからセンサーまで広く応用されている。強誘電体特性は構造敏感な特性であり、酸化物の組成や応力場に依存する。本研究ではペロブスカイト型酸化物の相安定性に対する組成と応力場の関係を解明することを目的とした。
そのため化学的堆積法を用い、ペロブスカイト型酸化物基板の上に薄膜成長させ基板から応力を印加するとともに、大きさの異なる構成元素による全率固溶型の強誘電体相を成長させた。透過電子顕微鏡観察等により構造を同定した結果、バルク材料と比較し薄膜では強誘電相が発現する組成領域が組成に敏感に依存することが明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
酸化物強誘電体材料は、エコーなどの超音波デバイス、記憶媒体であるメモリデバイス、あるいはエナジーハーベスターといった様々な分野で利用されている材料である。強誘電体特性は構造敏感な特性であり、酸化物の組成や応力場に依存する。本研究は特異な誘電特性をもつペロブスカイト型酸化物の相安定性に対する組成と応力場の関係を解明することを目的して開始された。
今回の研究により、強誘電体特性をデバイス等に薄膜形状で最大限の効率で応用する際の材料設計として、ペロブスカイト型酸化物を構成する遷移金属元素の大きさ及び基板の選択が重要な要素であることが判明した。
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