重積層制御による機能性セラミックス人工格子の合成と物性

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62430016
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 三浦 嘉也 岡山大学, 工学部, 教授 (80032952)
• 研究分担者: 難波 徳郎 岡山大学, 工学部, 助手 (80218073) ; 尾坂 明義 岡山大学, 工学部, 助教授 (20033409) ; 坂東 尚周 京都大学化学研究所, 教授 (70027027) ; 高田 潤 岡山大学, 工学部, 教授 (60093259)
• キーワード: セラミックス人工格子 / 電子ビ-ム蒸着装置 / 酸化亜鉛 / チタン酸鉛 / 誘電体

研究概要

(1)酸化亜鉛およびそれにアルミニウムをド-プした系について薄膜化を試みた。電子ビ-ム反応蒸着装置を用いてZn金属を蒸発させ、酸素雰囲気中で各種基板へのZnO薄膜合成条件の検討を行い、石英ガラス基板を用いた場合、広い温度範囲でc軸配向膜が得られ、サファイヤc面およびR面基板ではエピタキシャル成長膜が得られることが分かった。また、酸素分圧および高周波出力は膜成長速度に大きく影響を及ぼし、酸素分圧、高周波出力が高いほど膜成長速度が速いことが分かった基板温度400℃、高周波出力100W以上、酸素分圧2.0×10^<ー4>Torrにおいて結晶性、膜質の最も優れた薄膜が合成できることが明らかになった。一方、アルミニウムをド-プしたZnO薄膜をZnを抵抗加熱で,Alを電子ビ-ムで蒸発させて作製した。電気抵抗はAlド-プによって著しく減少し、1〜5%のド-プで6.6×10^<ー4>Ωcmを示した。また可視光の透過率は良好で透明電極としての可能性を示唆した。
(2)PbTiO_3薄膜作製にはTi金属を電子ビ-ムで,Pb金属を抵抗加熱で蒸発させ、それぞれの蒸発速度を独立に制御した。基板温度600℃、R.F.出力150W、酸素圧1.0〜1.6×10^<ー4>Torrの条件下でサファイヤc面上にはPbTiO_3の(111)面が,MgO(100)基板上にはc面が配向したエピタキシャル膜が得られた。これらの膜の結晶性は良好であった。さらに、作製した膜において強誘電性を示すDーEヒステリシス曲線が観察された。MgO基板上のPbTiO_3薄膜は分極処理を施さなくても焦電電流が観察され、その焦電係数は1.0×10^<ー8>C/cm^2・℃であった。

研究成果

• [文献書誌] 岡村,小田,高田,尾坂,三浦,寺嶋,坂東: "活性化反応蒸着法によるPbTiO_3薄膜の作製" 日本セラミックス協会学術論文誌. 98. 749-753 (1990)
• [文献書誌] Y.Miura,J.Takada,A.Osaka,T.Kawamura: "Preperation of ZnO Films by Activated Reactive Evaporation Method." Memoirs of the Faculty of Engr.Okayama Univ.25. 23-25 (1990)
• [文献書誌] 三浦,河村,高田,小田,尾坂,坂東,寺嶋: "活性化反応蒸着法によるZnO薄膜の作製" 材料. 40. (1991)
• [文献書誌] A.Osaka,Y.Miura,T.Tsugaru: "Bonding state of fluorine in leadーtin oxyfluoroーphosphate glasses" J.NonーCrystalline Solids. 125. 87-92 (1990)
• [文献書誌] A.Kishimoto,T.Nanba,T.Kudo: "SpinーCoated Ta_2O_5・nH_2O Films Derived from Peroxo PolyーTantalate Solution" Solid State Ionics. 40,41. 903 (1990)