原子間力顕微鏡による多結晶体試料の表面形状の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11640325
• 研究機関: いわき明星大学
• 研究代表者: 高重 正明 いわき明星大学, 理工学部, 教授 (70114527)
• 研究分担者: 濱崎 真一 いわき明星大学, 理工学部, 助手 (20306096) ; 清水 文直 いわき明星大学, 理工学部, 講師 (20206212)
• キーワード: 原子間力顕微鏡 / AFM / 非晶質 / 強誘電体 / 分域 / チタン酸バリウム / チタン酸鉛 / チタン酸ビスマス

研究概要

温度変化による結晶表面の変化を原子間力顕微鏡(AFM)で観察する研究として、主にチタン酸バリウム(BaTiO_3)と3酸化タングステン(WO_3)表面の測定を行った。
BaTiO_3では120℃以上から約0℃までの測定を行い、立方晶-正方晶-斜方晶系の相転移に伴う分域境界の変化の観察に成功した。
WO_3では室温以下約0℃までの測定を行い、三斜晶系の分域による表面形状の変化を観察した。さらに単斜分域との相互作用のようなものも観察した。
セラミック試料の表面のAFM観察として、チタン酸鉛(PbTiO_3)とチタン酸ビスマス(Bi_4Ti_3O_<12>)セラミックスのグレイン表面を観察した。試料はいずれも超急冷法による非晶質試料を再加熱することで作成した。
PbTiO_3では非晶質の状態内の熱処理で表面の固さがわずかながら変化する様子を、AFMを拡張応用した特別の測定方法で観察することに成功した。Bi_4Ti_3O_<12>では2段階の結晶化過程の存在を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] S. I. Hamazaki et al: "Observation of Crystallization Process from Amorphous Pb Ti O_3 by Scanning Probe Microscopy"J. kor. Phys. Soc.. 35. 1145-1147 (1999)
• [文献書誌] M. Takashige et al: "Temperature dependent Surface Images of BaTiO_3 Observed by Atomic force Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. 38. 5686-5689 (1999)
• [文献書誌] M. Takashige et al: "Temperature dependent Surface Images of Barium titanato and Rochelle salt observed by Atomic Force Microscopy"Ferroelectrics. (掲載決定).
• [文献書誌] F. Shimizu et al: "Dielectric and Phase Transitional Properties of A_2BX_4-Type Halides (A=K, Rb, Tl; B=Zn, Co; X=Br, I)"Ferroelectrics. (掲載決定).