非線形誘電率顕微鏡法を用いた電気双極子モーメントメモリー

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555102
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 長 康雄 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40179966)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 畑野 秀樹 パイオニア(株), 研究開発本部総合研究所, 主幹研究員
• Keywords: 走査型非線形誘電率顕微鏡 / 原子分解能 / Tb記録 / 超高密度強誘電体記録

Research Abstract

本研究者は非線形誘電率のミクロな分布の計測から強誘電材料の残留分極分布の計測等が行える顕微鏡システム(走査型非線形誘電率顕微鏡)を考案試作した.これを用いると純電気的方法で簡単に強誘電材料中の永久分極分布がサブナノメータの分解能で高速に計測できる.サブナノメータの大きさの(分極?)像を得ているということは,既にマクロな分極の概念は破綻をきたしておリ,数個の永久双極子モーメントを観測しているといえる.このように,高分解能でかつ簡単に電気的に強誘電分極(又は双極子モーメント)を観測できる本顕微鏡用プローブを超高密度強誘電体記録の読みとり書き込み用ヘッドとして用いると,いままで特に良い読みとり装置がなかったため実現しなかった強誘電体記録が可能であると考え,本研究では惰報記録デバィスに実績のある企業の研究者の参加も得てその記録媒体や方式も含めて実用的な超高密度強誘電体記録(電気双極子モーメントメモリ)の開発研究を行うことを目的としている.
本年度の主な成果は,LiTaO3単結晶薄板中に直径12nmのナノドメインを形成する事に成功した.本ドメインドットの大きさは記録密度で4Tb/inch^2に相当する.また人工ナノドメインドットの安定性も調べ安定に存在することも確認した.
また一文字300nm程度の人工ドメイン文字を上記媒体に書き込むことにも成功し,制御性よくナノドメインを書き込みできることを実証した.
今後はより大きな記録媒体を作製し,これを用いて実際に大量な情報を記録再生する実験を行う.

Research Products

• [Publications] K.Matsuura: "Measurement of the Ferroelectric Domain Distributions Using Nonlinear Dielectric Response and Piezoelectric Response"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・5B. 3534-3537 (2001)
• [Publications] K.matsuura: "Fundamental Study on Nano Domain Engineering Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・6B. 4354-4356 (2001)
• [Publications] K.Ohara: "Fundamental Study of Surface Layer on Ferroelectrics by Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy"Jpn. J. Appl. Phys.. 40・9B. 5833-5836 (2001)
• [Publications] Y.Cho: "Scanning nonlinear dielectric microscopy study on periodically poled LiNbO_3 for high-performance quasi-phase matching"Appl. Phys. Lett.. 79・18. 2955-2957 (2001)
• [Publications] Y.Cho: "Higher Order Nonlinear Dielectric Microscopy"Appl. Phys. Lett.. 79・23. 3842-3844 (2001)
• [Publications] H.Odagawa: "Measuring of ferroelectric polarization component parallel to the surface by scanning nonlinear dielectric microscopy"Appl. Phys. Lett.. (in press). (2002)