| 研究概要 |
Pb(Zr,Ti)O_3[以後PZT]は大きな電気的エネルギーと機械的エネルギーの変換特性(圧電特性)を有し、発見から50年以上を経過した現在でもインクジェットプリンタのヘッド等に幅広く使用されている。しかしPb(Zr,Ti)O_3はこれまで単結晶の作製がほとんど成功しておらず、自発分極値等の基礎物性やその結晶方位依存性は明らかにされていないのが現実である。
本申請は、単結晶厚膜の作製に世界で初めて成功した申請者の成果を基に以下の2項目を行うことを目的としている。
1)さらに高品質のPb(Zr,Ti)O_3単結晶を作製する。
2)得られたPb(Zr,Ti)O_3単結晶を用いて基礎物性を明らかにする。
高品質な結晶作製が可能なMOCVD法を用いて研究を行い、上記1)および2)の結果に対し以下の結果を得た。
・CaF_2を基板に用いて基板からの歪みを大きくすることで、これまで報告されていなかった正方晶と菱面体晶の結晶構造の変化するZr/(Zr+Ti)比が変化することを見出し、理論予想と一致した。
・菱面体{111}配向膜で、(111)配向の少ない膜では電界印加によって大きなドメインスイッチングが起きることが確認できた。また、このドメインスイッチングのスピードも(111)配向の体積分率で変化することを見出した。
・ラマン分光によるソフトモードの測定によって、膜の自発分極値、また電界印加下の歪みやドメインの堆積割合が見積もれることが明らかになった。
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