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SNDMを用いた誘電率ナノイメージング手法の開発と材料・デバイス評価への展開

研究課題

研究課題/領域番号 18K04932
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関東北大学

研究代表者

平永 良臣  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (70436161)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードプローブ顕微鏡 / 走査型非線形誘電率顕微鏡 / 誘電率分布計測 / 半導体計測 / 誘電体 / 誘電率イメージング / 半導体 / キャリア分布イメージング / 走査型プローブ顕微鏡 / 誘電率
研究成果の概要

ナノスケール領域における誘電率イメージングは,微細化・高性能化が進む電子デバイスの発展と相まって,その重要性が今後ますます高まる評価技術の一つとなるものと考えられる.そこで本研究では10^-22 Fオーダという非常に高い静電容量検出感度を有する走査型非線形誘電率顕微鏡(SNDM)を用いて,線形誘電率のイメージングを可能とする手法(∂C/∂z-SNDM法)の開発を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通じて∂C/∂z-SNDM法がナノスケール領域における誘電率分布を可視化する手法として有効であることが示された.本手法は今後様々な様々な測定対象に展開されてゆくと考えられる.具体的には,微細化するFETデバイス等における酸化膜のナノスケール評価への展開が期待される. また,近年開発が盛んなナノコンポジット材料やナノ結晶材料,ナノシート材料などの新奇ナノ材料も,本手法が有用となる測定対象の例として挙げることができる.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 11件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Nanoscale mapping to assess the asymmetry of local C?V curves obtained from ferroelectric materials2022

    • 著者名/発表者名
      Hiranaga Yoshiomi、Mimura Takanori、Shimizu Takao、Funakubo Hiroshi、Cho Yasuo
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 号: SN ページ: SN1014-SN1014

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac7f7a

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Material Design Strategy for Enhancement of Readback Signal Intensity in Ferroelectric Probe Data Storage2021

    • 著者名/発表者名
      Hiranaga Yoshiomi、Cho Yasuo
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control

      巻: 68 号: 3 ページ: 859-864

    • DOI

      10.1109/tuffc.2020.3006909

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-precision local C?V mapping for ferroelectrics using principal component analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Hiranaga Yoshiomi、Mimura Takanori、Shimizu Takao、Funakubo Hiroshi、Cho Yasuo
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 号: SF ページ: SFFB09-SFFB09

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac13d9

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of nanoscale domain growth for ferroelectric recording2021

    • 著者名/発表者名
      Fukuzawa Kenji、Hiranaga Yoshiomi、Cho Yasuo
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 11 号: 11 ページ: 115117-115117

    • DOI

      10.1063/5.0074004

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of deposition conditions on the ferroelectric properties of (Al1-xScx)N thin films2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Shinnosuke、Shimizu Takao、Tateyama Akinori、Uehara Masato、Yamada Hiroshi、Akiyama Morito、Hiranaga Yoshiomi、Cho Yasuo、Funakubo Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 128 号: 11 ページ: 114103-114103

    • DOI

      10.1063/5.0015281

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Local C-V mapping for ferroelectrics using scanning nonlinear dielectric microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Hiranaga Yoshiomi、Mimura Takanori、Shimizu Takao、Funakubo Hiroshi、Cho Yasuo
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 128 号: 24 ページ: 244105-244105

    • DOI

      10.1063/5.0029630

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of Dielectric and Ferroelectric Materials Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga
    • 学会等名
      15th International Symposium on Ferroic Domains & Micro- to Nano-scopic Structures
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Statistical Analysis of Local C-V Map Data for Ferroelectric Thin Films2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga and Yasuo Cho
    • 学会等名
      the Seventh International Symposium on Dielectric Materials and Applications
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Local C-V Characterization for Ferroelectric Films2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga, Takanori Mimura, Takao Shimizu, Hiroshi Funakubo, Yasuo Cho
    • 学会等名
      IEEE ISAF-ISIF-PFM 2021 Virtual Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Downscaling and Low Temperature Deposition of Ferroelectric (Al1-xScx)N Thin Films Deposited by Dual Sputtering2021

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke Yasuoka, Takao Shimizu, Masato Uehara, Hiroshi Yamada, Morito Akiyama, Yoshiomi Hiranaga, Yasuo Cho, Hiroshi Funakubo
    • 学会等名
      IEEE ISAF-ISIF-PFM 2021 Virtual Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanoscale Domain Dynamics Characterization Using Local C-V Mapping2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga and Yasuo Cho
    • 学会等名
      The Sixth International Symposium on Dielectric Materials and Applications
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recording Medium Design Aiming at Realizing Ferroelectric Probe Data Storage2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga and Yasuo Cho
    • 学会等名
      The Sixth International Symposium on Dielectric Materials and Applications
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高調波∂C/∂z-SNDM信号を用いた半導体キャリア分布観察2019

    • 著者名/発表者名
      平永 良臣,長 康雄
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ∂C/∂z-SNDM法による半導体ドーパント濃度測定に関する数値シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      平永 良臣,長 康雄
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ∂C/∂z-SNDMによる半導体評価に関する数値シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      平永 良臣,長 康雄
    • 学会等名
      ナノテスティングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Nanoscale Permittivity Imaging Using ∂C/∂z-mode Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga and Yasuo Cho
    • 学会等名
      ACSIN-14 & ICSPM26
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Local Permittivity Measurement Using ∂C/∂z-Mode Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga and Yasuo Cho
    • 学会等名
      European Conference on Applications of Polar Dielectrics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Local Permittivity Measurement Using ∂C/∂z-Mode Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga and Yasuo Cho
    • 学会等名
      2018 ISAF-FMA-AMF-AMEC-PFM Joint Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanoscale Linear Permittivity Measurement Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga and Yasuo Cho
    • 学会等名
      Third International Symposium on Dielectric Materials and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale Linear Dielectric Constant Imaging Using ∂C/∂z-Mode Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga and Yasuo Cho
    • 学会等名
      Material Research Soceety
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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