時分割圧電力顕微法による強誘電ポリマー薄膜の超高速スイッチングの研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23550254
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 一般財団法人小林理学研究所
• 研究代表者: 古川 猛夫 一般財団法人小林理学研究所, その他部局等, 研究員 (90087411)
• 研究分担者: 児玉 秀和 小林理学研究所 (60373198)
• 連携研究者: 高橋 芳行 東京理科大学 (80266923)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 強誘電ポリマー / フッ化ビニリデン / 高分子薄膜 / 強誘電分極反転 / 超高速スイッチング / 超高電場 / 圧電応力顕微法 / 核生成成長

研究概要

強誘電フッ化ビニリデン系高分子薄膜について、分極反転の極限ダイナミクスおよび微視的機構を明らかにするため、超高電場における高速スイッチング、および時分割圧電応力顕微法(TR-PFM)の測定を行った。スイッチング時間は電場300MV/m以上で指数則からパワー則に移行し、800MV/mにおいて反転時間が1nsの超高速になるとともに、絶縁破壊及び熱拡散時間に制限される実質的な極限値であることを示した。TR-PFMによって分極反転が微結晶内の特定の場所から核生成成長機構により進行し、核生成確率と成長速度の分離と定量的評価により、微視的機構の定量的理解を与えることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] (2014)
  • 著者名/発表者名: Akira Itoh, Yoshiyuki Takahashi, Takeo Furukawa, Hirofumi Yajima
  • 雑誌名: Polymer J. 巻: 46 ページ: 207-2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: Hajime Ishii, Takashi Nakajima, Takeo Furukawa, Soichiro Okamura
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 52 ページ: 41603
  • 査読あり
• [雑誌論文]
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Takahashi, Tomoda, Naoko Takeo Furukawa
  • 雑誌名: Polymer J. 巻: (to be published)
  • 査読あり
• [学会発表] (2014)
  • 著者名/発表者名: 中川佑太、橋爪洋一郎、中嶋宇史、古川猛夫、岡村総一朗
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakajima, H. Yamaguchi, H. Ishii, T. Furukawa, S. Okamura
  • 学会等名: IUMRS- International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ISWM2012)
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井肇、中嶋宇史、古川猛夫、岡村総一朗
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川佑太、石井肇、中嶋宇史、古川猛夫、岡村総一朗
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井肇、中嶋宇史、岡村総一朗、古川猛夫
  • 学会等名: 第29回強誘電体応用会議
  • 発表場所: コープイン京都
  • 年月日: 2012-05-24
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井肇、中嶋宇史、高橋芳行、古川猛夫、岡村総一朗
  • 学会等名: 第59回応用物理関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都新宿区)
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa, H. Kodama
  • 学会等名: 14^<th> International Symposium on Electrets
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井肇、中嶋宇史、高橋芳行、古川猛夫、岡村総一朗
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県岡山市)
  • 年月日: 2011-09-28