強誘電体双結晶を用いた新奇高機能ドメイン界面の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24686073
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 金属物性
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 中村 篤智 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20419675)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: バイクリスタル / 強誘電体 / ドメインウォール

研究概要

強誘電体は，FeRAM，光学フィルター，ピエゾ素子，などとして広く実用に供されている機能性材料である．強誘電体にとって物性を支配する重要な構成要素となるのが，ドメイン分極間の境界いわゆるドメインウォールである．ドメインの制御や解析は困難であるため，これまで系統的な研究はなされてこなかった．本研究では，分極方向制御を施した強誘電体単結晶基板2枚を接合により双結晶化することで，任意の分極関係を持つ強誘電ドメインウォールの作製法を確立した．作製した双結晶試料の物性評価の結果，本来絶縁体であるべき強誘電体結晶中において，極性を有するドメインウォールが高い電気伝導性を有することが明らかとなった．

研究成果

• [雑誌論文] Periodic Nanowire Array at the Crystal Interface (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Nakamura, T. Mizoguchi, K. Matsunaga, T. Yamamoto, N. Shibata, Y. Ikuhara
  • 雑誌名: ACS NANO 巻: 7 ページ: pp.6297-6302
• [雑誌論文] Thermodynamic analysis using first-principles calculations of phases and structures of Li_xNi_<0.5>Mn_<1.5>O_4 (0≤x≤1) (2013)
  • 著者名/発表者名: I. Kishida, K. Orita, A. Nakamura, Y. Yokogawa
  • 雑誌名: Journal of Power Sources 巻: 241 ページ: pp. 1-5
• [雑誌論文] Boundary dislocations at a {-12-10} / <10-10> low angle tilt grain boundary in LiNbO_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Nakamura, E. Tochigi, J. Nakamura, I. Kishida and Y. Yokogawa
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 巻: 47 ページ: pp. 5086-5096
• [雑誌論文] Structure of screw dislocations in a (0001) / [0001] low-angle twist boundary of alumina (α-Al_2O_3) (2012)
  • 著者名/発表者名: E. Tochigi, Y. Kezuka, N. Shibata, A. Nakamura and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: 60 ページ: pp. 1293-1299
• [学会発表] LNを用いたドメイン界面の人工的創製とその物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村篤智,佐藤幸生,栃木栄太,溝口照康,柴田直哉,幾原雄一,豊浦和明,松永克志
  • 学会等名: 第57回日本学術会議材料工学連合講演会
  • 発表場所: (口頭発表)
  • 年月日: 20131100
• [学会発表] ニオブ酸リチウム双結晶における接合界面の電気的特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村篤智,佐藤幸生,栃木栄太,溝口照康,柴田直哉,幾原雄一,松永克志
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2013材料力学カンファレンス
  • 発表場所: (口頭発表)
  • 年月日: 20131000
• [学会発表] 強誘電体における反転ドメインウォールの電気伝導特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村篤智,栃木栄太,佐藤幸生,溝口照康,幾原雄一,柴田直哉,豊浦和明,松永克志
  • 学会等名: 日本金属学会2013年秋期講演大会
  • 発表場所: (口頭発表)
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] A study on ferroelectric domain-walls using bicrystal fabrication technique (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Nakamura, E. Tochigi, Y. Sato, T. Mizoguchi, N. Shibata, Y. Ikuhara, and K. Matsunaga
  • 学会等名: 10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
  • 発表場所: San Diego, USA(Oral)
  • 年月日: 20130600
• [学会発表] Characteristic conductive properties at charged interfaces in insulating polar oxide (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Nakamura, Y. Sato, E. Tochigi, T. Mizoguchi, N. Shibata, Y. Ikuhara, K. Matsunaga
  • 学会等名: Intergranular and Interphase Boundaries in Materials 2013
  • 発表場所: Halkidiki, Greece(Oral)
  • 年月日: 20130600
• [学会発表] 強誘電体双結晶を用いた人工的ドメインウォールの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村篤智,松永克志,栃木栄太,佐藤幸生,溝口照康,幾原雄一,柴田直哉
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2013年年会
  • 発表場所: (口頭発表)
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] Conductive path formation in insulating oxide using dislocations and interfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Nakamura, K. Matsunaga, T. Mizoguchi, E. Tochigi, N. Shibata and Y. Ikuhara
  • 学会等名: The American Ceramic Society 37th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites
  • 発表場所: Daytona Beach, USA
  • 年月日: 20130100
  • 招待講演
• [学会発表] 強誘電体双結晶を用いた新奇ドメイン界面の創製とその構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村篤智,栃木栄太,佐藤幸生,松永克志,溝口照康,幾原雄一,柴田直哉
  • 学会等名: 第56回日本学術会議材料工学連合講演会
  • 発表場所: (口頭発表)
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] 双結晶実験による強誘電体ドメインウォールの創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村篤智,栃木栄太,佐藤幸生,松永克志,溝口照康,幾原雄一,柴田直哉
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期(第151回)大会
  • 発表場所: (口頭発表)
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] 強誘電体双結晶を用いたドメイン界面の創製とその物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村篤智
  • 学会等名: 日本金属学会第5回格子欠陥制御工学研究会
  • 発表場所: (口頭発表)
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] 強誘電体双結晶を用いた小角粒界の創製とその構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村篤智,岸田逸平,横川善之,栃木栄太,柴田直哉,松永克志
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2012材料力学カンファレンス
  • 発表場所: (口頭発表)
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] Dislocation structure of low angle tilt grain boundaries in LiNbO_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Nakamura, J. Nakamura, T. Yamamoto, I. Kishida, Y. Yokogawa and E. Tochigi
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations
  • 発表場所: Gifu, Japan(Poster)
  • 年月日: 20120500
• [備考]
  • URL: http://www.numse.nagoya-u.ac.jp/matsunaga/english/index.htm