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2019 年度 実施状況報告書

「強誘電体分極の巨大近接効果」の現象としての確立

研究課題

研究課題/領域番号 19K21853
研究機関九州大学

研究代表者

渡部 行男  九州大学, 理学研究院, 教授 (40274550)

研究分担者 藤澤 浩訓  兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (30285340)
佐藤 琢哉  東京工業大学, 理学院, 教授 (40451885) [辞退]
横田 紘子  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (50608742)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
キーワード強誘電体 / 分域 / 近接効果 / SHG
研究実績の概要

等方的誘電体の分極は、電場印加で、電気力線に沿う。同様に、強誘電体に閾値以上の電場を印加すると、自発分極も、閾値の範囲でほぼ電気力線に沿う。これが、従来の確立した理解である。代表者らは、原子レベルに平坦で清浄な表面を持ち、表面を含めて非常に欠陥が少ない強誘電体単結晶で、不可解な現象に遭った:電場印加で、電極から遠く離れ、電極からの電場が無視できる広域な自由表面で、分極が揃った。この時、超高真空中で光を遮断することで、水分,吸着物,光等の外因性を除去した。 この現象について、さらに偏光顕微鏡観察で再現性を高めた。また、この現象を、従来の確立した理論を用いると全く説明できないことを示し、発表した。これに加え、この現象の3次元的な分極分布を詳細に解明するため、第2高調波(SHG)を用いた分極方向の画像化の準備を進めた。
当初、このシステムを構築する予定であった分担者が転出しこの分担を遂行する環境が整えらえなくなったため、この技術の開始者である上江洲教授名誉教授を引き継ぐ千葉大横田准教授に分担をお願いし、システム構築案を協議し設計した。これに基づき、装置の各部品を選定して組み上げを開始した。但し、一部に、仕様を満たさない装置(レーザー)があったため、その改造を依頼した。これは、仕様を満たすようになり今月納入された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初、このシステムを構築する予定であった分担者が転出しこの分担を遂行する環境が整えらえなくなったため、この技術の開始者である上江洲教授名誉教授を引き継ぐ千葉大横田准教授に分担をお願いすることになり、連携に時間がかかるようになったことが一番大きい。特に、この変更により、SHGシステムの構成を見直し、各構成装置の仕様を変えた。また、本来、分担者が行うことになっていた、各装置仕様の詰めと機種選定と発注を代表者が行ったため。

今後の研究の推進方策

装置構成は、2020年度も行うことになっていたたため、この速度を上げる。また、装置の主要部の発注は済んだので、この構成に集中する。

次年度使用額が生じた理由

仕様を満たさない装置(レーザー)があったため、その改造を依頼したため、納期が遅れた(110万円)。これは、仕様を満たすようになり今月納入された。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Electrostatics Liberating Restrictions on Ferroelectric by Unification of Polar Discontinuity e- h+ layers and Criteria of Intrinsicality2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe
    • 雑誌名

      Ferroelectrics

      巻: 556 ページ: 29-36

    • DOI

      10.1080/00150193.2020.1713336

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verification of Permittivity for Depolarization as Unity by Ab Initio Calculations2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe
    • 雑誌名

      Extended abstract of Fundamental Physics of Ferroelectrics and related materials 2020

      巻: 1 ページ: 140-141

  • [雑誌論文] Composition control and introduction of an Fe2O3 seed layer in metalorganic chemical vapor deposition of epitaxial BiFeO3 thin films2019

    • 著者名/発表者名
      Nao Yoshimura, Hironori Fujisawa, Seiji Nakashima and Masaru Shimizu,
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 58 ページ: 041003-1-6

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab045f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Introduction of charged domain walls into BiFeO3 thin films using a pit-patterned SrTiO3 (001) substrate2019

    • 著者名/発表者名
      Seiji Nakashima, Satoshi Kimura, Yuta Kurokawa, Hironori Fujisawa and Masaru Shimizu
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 59

      巻: 58 ページ: SLLB02-1-4

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab3897

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomic structure stabilization in BiFeO3 thin film by Mn doping2019

    • 著者名/発表者名
      S. Nakashima, Y. Fuchiwaki, N. Happo, K. Kimura, Y. Yamamoto, R. Matsumoto, K. Hayashi and H. Fujisawa,
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 59 ページ: 010602-1-6

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab579d

    • 査読あり
  • [学会発表] Verification of Permittivity for Depolarization as Unity by Ab Initio Calculations Opening Pandora’s box2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe
    • 学会等名
      Fundamental Physics of Ferroelectrics and related materials 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Renovation of Electrostatics of Ferroelectrics Liberating Ferroelectricity from Established Restrictions2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe
    • 学会等名
      14th European Meeting of Ferroelectricity EMF-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MOCVD and Ferroelectric Properties of Low-dimensional Nano-ferroelectrics2019

    • 著者名/発表者名
      H. Fujisawa, S. Nakashima, M. Shimizu
    • 学会等名
      Asia-Pacific PFM 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Epitaxial Growth of BiFeO3 Thin Films by MOCVD Using an Fe2O3 Seed Layer Paper MoPOii2019

    • 著者名/発表者名
      Hironori Fujisawa, Nao Yoshimura, Masaru Shimizu, and Seiji Nakashim
    • 学会等名
      Joint ISAF-ICE-EMF-IWPM-PFM meeting 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomic and Electronic Structures of Single Crystalline Mn-Doped BiFeO3 Thin Films2019

    • 著者名/発表者名
      Seiji Nakashima, Yakumo Fuchiwaki, Tohru Higuchi, Yuta Yamamoto, Ryohei Matsumoto, Koji Kimura, Naohisa Happo, Kouichi Hayashi, Masaru Shimizu, and Hironori Fujisawa
    • 学会等名
      Joint ISAF-ICE-EMF-IWPM-PFM meeting 2019
    • 国際学会
  • [備考] 論文

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002204/thesisList.html

  • [備考] 学会発表

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002204/announceList.html

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公開日: 2021-01-27  

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