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時分割圧電力顕微法による強誘電ポリマー薄膜の超高速スイッチングの研究

研究課題

研究課題/領域番号 23550254
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関一般財団法人小林理学研究所

研究代表者

古川 猛夫  一般財団法人小林理学研究所, その他部局等, 研究員 (90087411)

研究分担者 児玉 秀和  小林理学研究所 (60373198)
連携研究者 高橋 芳行  東京理科大学 (80266923)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2013年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2012年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2011年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード強誘電ポリマー / フッ化ビニリデン / 高分子薄膜 / 強誘電分極反転 / 超高速スイッチング / 超高電場 / 圧電応力顕微法 / 核生成成長 / 分極反転 / スイッチング / 圧電力顕微鏡 / 分極ドメイン
研究概要

強誘電フッ化ビニリデン系高分子薄膜について、分極反転の極限ダイナミクスおよび微視的機構を明らかにするため、超高電場における高速スイッチング、および時分割圧電応力顕微法(TR-PFM)の測定を行った。スイッチング時間は電場300MV/m以上で指数則からパワー則に移行し、800MV/mにおいて反転時間が1nsの超高速になるとともに、絶縁破壊及び熱拡散時間に制限される実質的な極限値であることを示した。TR-PFMによって分極反転が微結晶内の特定の場所から核生成成長機構により進行し、核生成確率と成長速度の分離と定量的評価により、微視的機構の定量的理解を与えることに成功した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文]2014

    • 著者名/発表者名
      Akira Itoh, Yoshiyuki Takahashi, Takeo Furukawa, Hirofumi Yajima
    • 雑誌名

      Polymer J.

      巻: 46 ページ: 207-2011

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-state calculations of poly(vinylidene fluoride) using the hybrid DFT method: spontaneouspolarization of polymorphs2014

    • 著者名/発表者名
      Akira Itoh, Yoshiyuki Takahashi, Takeo Furukawa, and Hirofumi Yajima
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 46 号: 4 ページ: 207-211

    • DOI

      10.1038/pj.2013.96

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2013

    • 著者名/発表者名
      Hajime Ishii, Takashi Nakajima, Takeo Furukawa, Soichiro Okamura
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 ページ: 41603-41603

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarization Switching Dynamics of Vinylidene Fluoride/Trifluoroethylene Copolymer2013

    • 著者名/発表者名
      Hajime Ishii, Takashi Nakajima, Takeo Furukawa, Soichiro Okamura
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 号: 4R ページ: 41603-41603

    • DOI

      10.7567/jjap.52.041603

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Takahashi, Tomoda, Naoko Takeo Furukawa
    • 雑誌名

      Polymer J.

      巻: (to be published)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表]2014

    • 著者名/発表者名
      中川佑太、橋爪洋一郎、中嶋宇史、古川猛夫、岡村総一朗
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      2014-03-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表]2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakajima, H. Yamaguchi, H. Ishii, T. Furukawa, S. Okamura
    • 学会等名
      IUMRS- International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ISWM2012)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2012-09-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表]2012

    • 著者名/発表者名
      石井肇、中嶋宇史、古川猛夫、岡村総一朗
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表]2012

    • 著者名/発表者名
      中川佑太、石井肇、中嶋宇史、古川猛夫、岡村総一朗
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表]2012

    • 著者名/発表者名
      石井肇、中嶋宇史、岡村総一朗、古川猛夫
    • 学会等名
      第29回強誘電体応用会議
    • 発表場所
      コープイン京都
    • 年月日
      2012-05-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表]2012

    • 著者名/発表者名
      石井肇、中嶋宇史、高橋芳行、古川猛夫、岡村総一朗
    • 学会等名
      第59回応用物理関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2012-03-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] フッ化ビニリデン系高分子強誘電体薄膜の高速分極反転特性2012

    • 著者名/発表者名
      石井 肇,中嶋 宇史, 高橋 芳行, 古川 猛夫, 岡村総一郎
    • 学会等名
      第59 回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表]2011

    • 著者名/発表者名
      石井肇、中嶋宇史、高橋芳行、古川猛夫、岡村総一朗
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2011-09-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表]2011

    • 著者名/発表者名
      T. Furukawa, H. Kodama
    • 学会等名
      14^<th> International Symposium on Electrets
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Piezoelectric, Pyroelectric and Ferroelectric Polymers as a Functional Soft Matter2011

    • 著者名/発表者名
      T. Furukawa
    • 学会等名
      14th International Symposium on Electrets
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] VDF/TeFE とVDF/TrFE 共重合体薄膜のスイッチング特性の比較2011

    • 著者名/発表者名
      石井 肇,中嶋 宇史, 高橋 芳行, 古川 猛夫, 岡村総一郎
    • 学会等名
      第60 回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶融状態から形成されたVDF/TeFE共重合体薄膜の微構造と強誘電特性

    • 著者名/発表者名
      中川佑太、橋爪洋一郎、中嶋宇史、古川猛夫、岡村総一朗
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会.
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高分子強誘電体VDF/TrFE共重合体薄膜における高速分極反転特性の温度依存性

    • 著者名/発表者名
      石井肇, 中嶋宇史, 岡村総一郎, 古川猛夫
    • 学会等名
      第29回強誘電体応用会議
    • 発表場所
      コープイン京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] VDF/TrFE共重合体薄膜の超高電場下における分極反転機構

    • 著者名/発表者名
      石井 肇,中嶋宇史,古川猛夫,岡村総一郎
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 融解状態を経て形成されたVDF/TeFE共重合体薄膜における強誘電特性・微構造の結晶化条件依存性

    • 著者名/発表者名
      中川佑太,石井 肇,中嶋宇史,古川猛夫,岡村総一郎
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Polarization Switching Properties of Metal-Ferroelectric-Semiconductor Capacitor with Ferroelectric VDF/TrFE copolymer Thin Film

    • 著者名/発表者名
      T. Nakajima, H. Yamaguchi, H. Ishii, T. Furukawa and S. Okamura
    • 学会等名
      IUMRS-International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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