研究課題
基盤研究(B)
本研究の目的は、我々が見出したまったく新しい巨大圧電特性の発現機構の解明とそれを用いた新規圧電膜の創製を行うことである。具体的には、以下の3つの研究を行う。A)基板からの拘束を系統的に変化させたPZT膜を作成し"ナノドメイン"を観察しながら圧電特性の評価を行うことで、今回見出した巨大圧電特性の起源の探索を行う。B)ドメインの動きや構造相転移の可能性を明らかにするため、"ナノドメイン"の動きや結晶構造変化を電界印加下でin-situ観察することで明らかにする。C)単結晶の研究がないPZT以外に、単結晶での研究が行われているPb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3[PMN-PT]およびPb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3[PZN-PT]についても同様の研究を行うことで、今回見出した巨大圧電特性の発現機構を解明する。その結果主に下記の結論を得た。1)(100)/(001)配向のPZTエピタキシャル膜に関して、熱膨張率の小さなSiやSiO_2基板上に膜を作製することにより、従来にない(001)配向の体積割合が50%以下の膜の作製に成功した。2)この膜はで400以上の大きなd_<33>が得られ、ドメインのスイッチングがその主な原因であると考えられた。3)PZN-PTについて、原料を結晶のサイト毎に供給する"サイト供給MOCVD法"を開発し、初めてエピタキシャル薄膜の作製に成功した。4)広い組成範囲のエピタキシャル成長PMN-PT厚膜が得られた。5)PMN-PTでは、PTの含有量の増加にしたがって、膜の結晶相は擬似立法晶から正方晶へ変化したが、相が変化する組成は、PT含有量がより多い側になっていた。これは基板からの応力が主な原因と考えられる。圧電性は擬似立方晶が菱面体晶になる手前の組成で最大となった、これも従来の報告と一致している。6)PMN-PTの圧電性をPZTより大きいものの、バルクで予想される大きな差は得られなかった。これは基板からの拘束の影響だと考えられる。
すべて 2006 2005
すべて 雑誌論文 (38件)
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