| 研究課題/領域番号 |
18H01701
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
舟窪 浩 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90219080)
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| 研究分担者 |
清水 荘雄 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (60707587)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 酸化ハフニウム / 強誘電性 / 特性支配因子 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、不可能とされた薄膜化を行っても既存材料に匹敵する強誘電特性を発現する新規材料として有望な蛍石構造強誘電体について、強誘電性を支配する特性因子を明らかにすることである。研究代表者が世界に先駆けて作製に成功したエピタキシャル膜を用い、電界印加の前後および電界印加下で行う独自の構造評価手法で、結晶構造とドメイン構造にアプローチすることによって、従来の理論では説明できなかった蛍石構造強誘電体の特性発現機構の解明と新しい強誘電体理論の構築を目指す。本年度は以下の成果を得た。
1) (111)ITO//(111)YSZ基板上にYの含有量の異なる、HfO2-ZrO2エピタキシャル薄膜を作製し、その結晶構造および強誘電性の評価を行った。その結果、室温合成後の熱処理によって、強誘電相の直方晶（斜方晶）が広い組成範囲で出現することを見出した。また、HfO2-Y2O3系だけでなくHf0.5Zr0.5O2-Y2O3系でも良好な強誘電特性が得られる組成が存在することが明らかになった。また、HfO2と比較して、Zr0.5Hf0.5O2ではYの含有量の少ない組成で強誘電性が得られることが明らかになった。
2) 結晶構造の温度安定性の評価から、広いHf-Zr-Y-O組成で同様の温度安定性を示す強誘電相が出現することが確認できた。また、得られた膜のキュリー温度を評価したところ、Zr0.5Hf0.5O2の組成に関わらず、ほぼ同じ温度が得られるY含有量があることが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
広い生成範囲で安定して強誘電性を出現することに成功した。またほぼ同様の特性を異なる組成で得ることができ、今後の解析の重要な試料を得ることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は得られたサンプルに対する詳細な評価を行うと共に、さらに広い範囲の組成の膜について評価を行っていく。また、膜の歪の影響についても評価していく予定である。
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