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非ペロブスカイト型ジルコニア基強誘電体の強弾性を用いた巨大圧電性の発現

研究課題

研究課題/領域番号 25889024
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
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

清水 荘雄  東京工業大学, 元素戦略研究センター, 特任助教 (60707587)

研究期間 (年度) 2013-08-30 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード圧電 / 蛍石型酸化物 / 強弾性 / 強誘電性 / 強誘電体 / 蛍石型構造 / エピタキシャル薄膜 / 強弾性体 / 薄膜 / エピタキシャル成長
研究成果の概要

蛍石型酸化物材料であるHfO2基薄膜材料において強誘電性が発見されたことを受けて、Siテクノロジーとの親和性の高い非ペロブスカイト強誘電体の巨大圧電性の実現を目指した研究を行った。結果として強誘電性を発現していると考えられる斜方晶相が単斜晶相、正方晶相と非常に生成エネルギーが近く結晶化条件の変化によって出現相を変化させうることが分かった。また強誘電性が構造由来であることを確認するため結晶化時の雰囲気の比較や低温での測定を行った。結果として、酸素欠陥のような荷電欠陥の移動が介在しておらず構造由来であり圧電性が期待できることが分かった。

報告書

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

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Contribution of oxygen vacancies to the ferroelectric behavior of Hf0.5Zr0.5O2 thin films2015

    • 著者名/発表者名
      Takao Shimizu, Tatsuhiko Yokouchi, Takahiro Oikawa, Takahisa Shiraishi, Takanori Kiguchi, Akihiro Akama, Toyohiko J. Konno, Alexei Gruverman, and Hiroshi Funakubo
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 11

    • DOI

      10.1063/1.4915336

    • 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] 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 号: 9S ページ: 09PA04-09PA04

    • DOI

      10.7567/jjap.53.09pa04

    • NAID

      210000144473

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] HfO2基エピタキシャル薄膜の強誘電性2015

    • 著者名/発表者名
      清水荘雄、 片山きりは、舟窪浩
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス、平塚市
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 斜方晶相を含むエピタキシャルHfO2基薄膜の結晶構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      1154)片山きりは、清水荘雄、横内達彦、白石貴久、及川貴弘、木口賢紀、赤間章裕、今野豊彦、内田寛、舟窪浩
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス、平塚市
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 斜方晶HfO2のエピタキシャル薄膜作製とその評価2015

    • 著者名/発表者名
      片山きりは、清水荘雄、横内達彦、白石貴久、及川貴弘、木口賢紀、赤間章裕、今野豊彦、内田寛、舟窪浩
    • 学会等名
      第53回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ、京都市
    • 年月日
      2015-01-08 – 2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 斜方晶構造を持つエピタキシャルHfO2系薄膜の作製と評価2014

    • 著者名/発表者名
      清水荘雄、舟窪浩
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス、札幌市
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] HfO2系材料における強誘電体2014

    • 著者名/発表者名
      清水荘雄、横内達彦、白石貴久、及川貴弘、木口賢紀、今野豊彦、舟窪浩
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス、鹿児島市
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Pt 電極上に堆積した(Hf,Zr)O2 薄膜の強誘電特性2014

    • 著者名/発表者名
      清水荘雄, 横内達彦, 白石貴久, 及川貴弘, 舟窪 浩
    • 学会等名
      第31回強誘電体応用会議
    • 発表場所
      コープイン京都、京都市
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ferroelectric Property in HfO2-ZrO2 Film with Various Metal Electrodes2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, T. Yokouchi, T. Oikawa, T. Shiraishi, T. Kiguchi, A. Akama, T.J. Konno, D.J. Kim, A. Gruverman, and H. Funakubo
    • 学会等名
      2014 Joint IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics, International Workshop on Acoustic Transduction Materials and Devices, Workshop on Piezoresponse Force Microscopy
    • 発表場所
      Penn State University in State College, PA, USA
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] HfO2 ベース新規誘電体薄膜の特性の評価2014

    • 著者名/発表者名
      横内達彦、清水荘雄、及川貴弘、白石貴 久、舟窪浩
    • 学会等名
      第52回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      ウインクあいち
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] (Hf0.5Zr0.5)O2 薄膜の強誘電性評価2014

    • 著者名/発表者名
      横内 達彦、清水 荘雄、及川 貴弘、白石 貴久、木口賢紀 、赤間章裕、今野豊彦、Dong Jik Kim、Alexei Gruverman、舟窪 浩
    • 学会等名
      第 61 回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ferroelectric property in HfO2-ZrO2 film with various metal electordes2014

    • 著者名/発表者名
      Takao Shimizu, Tatsuhiko Yokouchi, Takahiro Oikawa, Takahisa Shiraishi, Takanori Kiguchi, Akihiro Akama, Toyohiko J. Konno, Dong Jik Kim, Alexei Gruverman and Hiroshi Funakubo
    • 学会等名
      2014 Joint IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectric, International Workshop on Acoustic Transduction Materials and Devices & Workshop on Piezoresponse Force Microscopy
    • 発表場所
      The Pennsylvania State University
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-09-12   更新日: 2019-07-29  

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