| 研究概要 |
(1) 結晶整合した強誘電体/半導体へテロ構造の電子機能性開拓
従来酸化物では実現されなかったpn接合を示すことを、様々な強誘電体へテロ構造の電流電圧特性を測定して示唆した。これを応用して、電圧パルスで接合特性が変調記録できるダイオードが作製可能であることを示した。さらに、トンネルpn接合を発見した。nm領域(単結晶粒域)の電圧電流特性を測定し、nmスケールでもショットキー障壁が電流を制限していることを示し、電流は転位などを集中的に流れ、原理的には強誘電体薄膜は十分なリーク電流特性を持ち得ることが示唆した。
(2) 強誘電体/半導体へテロ構造と微小強誘電体の理論
ヘテロ構造中の強誘電体の自由エネルギーを求める一般的枠組みを構築し、強誘電体が有限なバンドギャップを持つことを考慮した強誘電体へテロ構造中の分極の安定性と分極値の理論を提案した。この理論は、実験の半導体内誘導電荷、絶縁体上の極薄膜強誘電相の安定性、高温超伝導体、吸収電流現象のように一方のキャリヤタイプしか持たない伝導層の強誘電体の伝導変調等を説明した。Siと強誘電体間に絶縁体を挿入しても分極は安定に存在しうろことを予測し、近年の分域構造の報告も説明できることを理論的に示した。また、電極がなくても強誘電体相が安定に存在する寸法極限は従来の理論に比べ著しく小さい。
(3) 強誘電体膜の新規な作成法としてのスパッターMBE法の提案と開発
0.5-1mtorrでの(Ba,Sr)TiO_3単結晶薄膜を作製し、従来の(Ba,Sr)TiO_3エピ薄膜作製の基板温度の約半分の350℃で極めて平坦なエピタキシャル薄膜を作製できた。
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