2000 年度実績報告書

リラクサの高誘電率発生の機構解明

研究課題

研究課題/領域番号	12134202
研究種目	特定領域研究(B)
研究機関	岐阜大学
研究代表者	安田直彦岐阜大学, 工学部, 教授 (90021625)
研究分担者	大和英弘岐阜大学, 工学部, 助手 (70270973) 岩田真名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40262886)
キーワード	リラクサー強誘電体 / 誘電率 / エンジニアードドメイン / 抗電界 / 微小極性領域 / 化学的秩序領域 / 電子顕微鏡像 / ラマン散乱解析
研究概要	大きな誘電率薄膜はDRAMにおける蓄積キャパシタだけでなく、次世代ULSIのFETゲート絶縁膜として注目されている。室温で比誘電率が20000程度のリラクサ強誘電体Pb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3(PMN)と強誘電体PbTiO_3(PT)の強誘電体固溶体単結晶等を選定し、比誘電率の厚さ依存性を現在調査している。この様な高誘電率発生機構として微細ドメイン構造との関連を明らかにするため、光学顕微鏡、操作プローブ顕微鏡(本科研費により購入)、電気力顕微鏡(次年度購入)や電子顕微鏡を用いて、強誘電体ドメインやそれに伴う強弾性ドメインあるいはそれらの起源である極性微小領域等、様々な種類及びサイズのドメイン像を調査している。ペロブスカイト強誘電体固溶体の濃度相境界近傍の分極反転についてランダウ型熱力学的ポテンシャルを用いて濃度相境界近傍での誘電率、圧電定数、弾性定数の増大を自発分極にたいする垂直方向の不安定性から生じていることを解明した。更に、その理論を用いた分極反転のダイナミックスからメモリデバイスにおける強誘電体薄膜分極反転機構の解明にも重要な貢献を行った。FeRAM材料に関連して、特にリラクサ強誘電体-PT固溶体単結晶の濃度相境界付近のrhombohedral側での方位依存性は(100)方位で分極反転にたいする残留分極の劣化現象やimprintに関して分極方位(111)より優位であるというドメインエンジニアリングを利用した立場での材料提案を現在行っている。例えば現在電気炉(購入)を用いて育成しているPb(In_<1/2>Nb_<1/2>)O_3(PIN)-PTは高キュリー温度(280℃)を有し、PMN-PTと同様、合致溶融化合物にちかくrhombohedral側でペロブスカイト相が作りやすい、また高いキュリー温度(400℃)を有するPb(Yb_<1/2>Nb_<1/2>)O_3(PYN)-PTについても小さいながらも単結晶育成をしている。これらのことから、FeRAMとしての材料設計指針の提案を行っていきたい。

研究成果
(12件)

すべてその他

すべて文献書誌 (12件)

[文献書誌] N.Yasuda et.al.: "Piezoelectric Properties of a High Curie Temperature Pb(In_<1/2>Nb_<1/2>)O_3-PbTiO_3 Binary System Single Crystal near a Morphotoropic Phase Boundary."Jpn.J.Appl.Phys.. 39. L66-L68 (2000)
[文献書誌] H.Ohwa et.al.: "Observation of the Distribution of the Transition Temperature in Pb(In_<1/2>Nb_<1/2>)O_3."J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 1533-1537 (2000)
[文献書誌] N.Yasuda et.al.: "Temperature Dependence of Piezoelectric Propeties of a High Curie Temperature Pb(In_<1/2>Nb_<1/2>)O_3-PbTiO_3 Binary System Single Crystal near a Morphotoropic…."Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 5586-5585 (2000)
[文献書誌] S.Ishino et.al.: "X-ray Diffraction Study of Domain Reversal in Relaxor Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3."J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 3154-3157 (2000)
[文献書誌] M.Iwata et al.: "Theory of Morphotoropic Phase Boundary in Solid Soltion Systems of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics : Engineered Domain Configurations."Jpn.J.Appl.Phys.. 39 No.9A. 5156-5163 (2000)
[文献書誌] M.Iwata et.al.: "Raman Scattering in the Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3 Mixed Crystal System."Jpn.J.Appl.Phys.. 39 No.9B. 5156-5163 (2000)
[文献書誌] M.Iwata et al.: "Theory of Morphotoropic Phase Boundary in Solid Solution Systems of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics : Engineered Domain Configuration II."Jpn.J.Appl.Phys.. 40 No.2A. (2001)
[文献書誌] M.Iwata et.al.: "A Theory of Polarization Reversals near the morphotoropic Phase Boundary of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics."Jpn.J.Appl.Phys.. 40 No.2A. (2001)
[文献書誌] M.H.Kuok et.al.: "Hypersonic Frequency and Damping Anomalies in Relaxor Ferroelectrics Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3."Appl.Phys.Lett..
[文献書誌] M.Iwata et.al.: "A Raman Study of Phase Transitions in the Pb(Zn_<1/3>3Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3 System."Ferroelectrics.
[文献書誌] M.Iwata et.al.: "A Raman Study of Phase Transitions in the Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3 System."The 3rd Asian Meeting on Ferroelectricity, Hong Kong, December 12-15,2000. Program book with abstracts. 240
[文献書誌] N.Yasuda et.al.: "Crystal Growth and Electrical Properties of Lead Indium Niobate-Lead Titanate Binary Single Crystal."J.Crystal Growth. CGCT-1. 139-140 (2000)

2000 年度 実績報告書

リラクサの高誘電率発生の機構解明

研究代表者

安田 直彦 岐阜大学, 工学部, 教授 (90021625)

研究成果

[文献書誌] N.Yasuda et.al.: "Piezoelectric Properties of a High Curie Temperature Pb(In_<1/2>Nb_<1/2>)O_3-PbTiO_3 Binary System Single Crystal near a Morphotoropic Phase Boundary."Jpn.J.Appl.Phys.. 39. L66-L68 (2000)

[文献書誌] H.Ohwa et.al.: "Observation of the Distribution of the Transition Temperature in Pb(In_<1/2>Nb_<1/2>)O_3."J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 1533-1537 (2000)

[文献書誌] N.Yasuda et.al.: "Temperature Dependence of Piezoelectric Propeties of a High Curie Temperature Pb(In_<1/2>Nb_<1/2>)O_3-PbTiO_3 Binary System Single Crystal near a Morphotoropic…."Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 5586-5585 (2000)

[文献書誌] S.Ishino et.al.: "X-ray Diffraction Study of Domain Reversal in Relaxor Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3."J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 3154-3157 (2000)

[文献書誌] M.Iwata et al.: "Theory of Morphotoropic Phase Boundary in Solid Soltion Systems of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics : Engineered Domain Configurations."Jpn.J.Appl.Phys.. 39 No.9A. 5156-5163 (2000)

[文献書誌] M.Iwata et.al.: "Raman Scattering in the Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3 Mixed Crystal System."Jpn.J.Appl.Phys.. 39 No.9B. 5156-5163 (2000)

[文献書誌] M.Iwata et al.: "Theory of Morphotoropic Phase Boundary in Solid Solution Systems of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics : Engineered Domain Configuration II."Jpn.J.Appl.Phys.. 40 No.2A. (2001)

[文献書誌] M.Iwata et.al.: "A Theory of Polarization Reversals near the morphotoropic Phase Boundary of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics."Jpn.J.Appl.Phys.. 40 No.2A. (2001)

[文献書誌] M.H.Kuok et.al.: "Hypersonic Frequency and Damping Anomalies in Relaxor Ferroelectrics Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3."Appl.Phys.Lett..

[文献書誌] M.Iwata et.al.: "A Raman Study of Phase Transitions in the Pb(Zn_<1/3>3Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3 System."Ferroelectrics.

[文献書誌] M.Iwata et.al.: "A Raman Study of Phase Transitions in the Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3 System."The 3rd Asian Meeting on Ferroelectricity, Hong Kong, December 12-15,2000. Program book with abstracts. 240

[文献書誌] N.Yasuda et.al.: "Crystal Growth and Electrical Properties of Lead Indium Niobate-Lead Titanate Binary Single Crystal."J.Crystal Growth. CGCT-1. 139-140 (2000)

2000 年度実績報告書

安田直彦岐阜大学, 工学部, 教授 (90021625)