2002 Fiscal Year Annual Research Report

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

Research Project

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 / 1.5Tbit / inch^2 / ナノセカンドドメイン反転 / 超高密度強誘電体記録
Research Abstract	近年の情報の大容量化に伴い,高密度記録に関する研究はますます重要度を増していると言える.現在の高密度記録の主流である磁気記録は,近い将来,理論限界に達すると考えられており,それに代わる新たな高密度記録方式の開発が要求されている.そこで,本研究者らは強誘電体材料に着目し,記録媒体への応用に関する研究を行ってきた.強誘電体材料は,強磁性体と同様に,0,1の情報を分極の方向に対応させて保持することが可能である.しかも,分極壁の厚さが1単位格子層程度と非常に薄いという,高密度記録媒体としての応用に有利な特徴を有している. 更に,本研究者たちは強誘電体の局所的な分極の方向が純電気的に検出できる純国産技術,走査型非線形誘電率顕微鏡(Scanning Nonlinear Dielectric Microscope ; SNDM)を開発し、報告してきた.この顕微鏡の分解能は現在,サブナノスケールであることが確認されている.本顕微鏡プローブを強誘電体記録の再生用ピックアップに用いると現在の技術の中では最も高速にかつ最も小さな記録ビットの再生が可能である. そこで,本年度はSNDMを用いて,定比及び一致溶融組成のLiTaO_3及びPZT薄膜ににおける微小分極反転領域の生成・ナノドメインの時間反転特性,実記録再生システムの開発を行った. その結果,1.実記録密度で1.5Tbit/inch^2を越える記録に成功した.これは電気的に書き換え可能な記録再生方式としては世界最高密度である. 2.ナノ分極ドットの高速反転特性を調べ探針下でもナノセカンドオーダーの高速スイッチングが可能であることが明らかになった. 3.最後に一通りの記録再生が可能な強誘電体高密度データストレージシステムの試作も行い,より実用に近い強誘電体記録再生装置に必要な開発諸元を明にした.

Research Products

(13 results)

All Other

All Publications (13 results)

[Publications] K.Matsuura: "Observation of ferroelectric nano-domains using scanning nonlinear dielectric imaging and piezoresponse imaging"Applied Surface Science. 188. 421-424 (2002)
[Publications] Koya Ohara: "Quantitative measurement of linear dielectric constant using scanning nonlinear dielectric microscopy with electro-conductive cantilever"Jpn. J. Appl. Phys.. 41-7B. 4961-4964 (2002)
[Publications] Hiroyuki Odagawa: "Nanoscale measurement techniques of three-dimensional ferroelectric polarization using scanning nonlinear dielectric microscopy"Ferroelectrics. 268. 149-154 (2002)
[Publications] Yasuo Cho: "Study on the periodically poled LiNbO3 for high performance QPM devices using scanning nonlinear dielectric microscopy"Ferroelectrics. 273. 223-228 (2002)
[Publications] Yasuo Cho: "Study on surface layer formed on LiNbO_3 single crystal using higher order nonlinear dielectric microscopy"Ferroelectrics. 269. 207-212 (2002)
[Publications] Noriaki Okazaki: "Development of scanning microwave microscope with high-throughput characterization of combinatorial dielectric materials"Applied Surface Science. 189. 222-226 (2002)
[Publications] Yasuo Cho: "Tbit/inch^2 Ferroelectric Data Storage Based on Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy"Appl. Phys. Lett.. 81・23. 4401-4403 (2002)
[Publications] Koya Ohara: "Quantitative Measurement of Dielectric Properties Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy with Electo-conductive Cantilever"Integrated Ferroelectrics. 50. 209-217 (2002)
[Publications] Yoshiomi Hiranaga: "NANO-SIZED INVERTED DOMAIN FORMATION IN STOICHIOMETRIC LiTaO3 SINGLE CRYSTAL USING SCANNING NONLINEAR DIELECTRIC MICROSCOPY"Integrated Ferroelectric. 49. 203-209 (2002)
[Publications] Yasuo Cho: "Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy -A high resolution tool for observing ferroelectric domains and nano-domain engineering -"Integrated Ferroelectrics. 50. 189-198 (2002)
[Publications] Kazuya Terabe: "Microscale to nanoscale ferroelectric domain and surface engineering of a near-stoichiometric LiNbO_3 crystal"Appl. Phys. Lett.. 82・3. 433-435 (2003)
[Publications] 長康雄: "非線形誘電率顕微鏡を用いたドメイン構造観察"機能材料. 22・12. 12-17 (2002)
[Publications] 長康雄: "走査型非線形誘電率顕微鏡による強誘電ドメインの観測"まてりあ. 41・12. 852-853 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

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

Principal Investigator

長 康雄 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40179966)

Research Products

[Publications] K.Matsuura: "Observation of ferroelectric nano-domains using scanning nonlinear dielectric imaging and piezoresponse imaging"Applied Surface Science. 188. 421-424 (2002)

[Publications] Koya Ohara: "Quantitative measurement of linear dielectric constant using scanning nonlinear dielectric microscopy with electro-conductive cantilever"Jpn. J. Appl. Phys.. 41-7B. 4961-4964 (2002)

[Publications] Hiroyuki Odagawa: "Nanoscale measurement techniques of three-dimensional ferroelectric polarization using scanning nonlinear dielectric microscopy"Ferroelectrics. 268. 149-154 (2002)

[Publications] Yasuo Cho: "Study on the periodically poled LiNbO3 for high performance QPM devices using scanning nonlinear dielectric microscopy"Ferroelectrics. 273. 223-228 (2002)

[Publications] Yasuo Cho: "Study on surface layer formed on LiNbO_3 single crystal using higher order nonlinear dielectric microscopy"Ferroelectrics. 269. 207-212 (2002)

[Publications] Noriaki Okazaki: "Development of scanning microwave microscope with high-throughput characterization of combinatorial dielectric materials"Applied Surface Science. 189. 222-226 (2002)

[Publications] Yasuo Cho: "Tbit/inch^2 Ferroelectric Data Storage Based on Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy"Appl. Phys. Lett.. 81・23. 4401-4403 (2002)

[Publications] Koya Ohara: "Quantitative Measurement of Dielectric Properties Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy with Electo-conductive Cantilever"Integrated Ferroelectrics. 50. 209-217 (2002)

[Publications] Yoshiomi Hiranaga: "NANO-SIZED INVERTED DOMAIN FORMATION IN STOICHIOMETRIC LiTaO3 SINGLE CRYSTAL USING SCANNING NONLINEAR DIELECTRIC MICROSCOPY"Integrated Ferroelectric. 49. 203-209 (2002)

[Publications] Yasuo Cho: "Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy -A high resolution tool for observing ferroelectric domains and nano-domain engineering -"Integrated Ferroelectrics. 50. 189-198 (2002)

[Publications] Kazuya Terabe: "Microscale to nanoscale ferroelectric domain and surface engineering of a near-stoichiometric LiNbO_3 crystal"Appl. Phys. Lett.. 82・3. 433-435 (2003)

[Publications] 長 康雄: "非線形誘電率顕微鏡を用いたドメイン構造観察"機能材料. 22・12. 12-17 (2002)

[Publications] 長 康雄: "走査型非線形誘電率顕微鏡による強誘電ドメインの観測"まてりあ. 41・12. 852-853 (2002)

長康雄東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40179966)

[Publications] 長康雄: "非線形誘電率顕微鏡を用いたドメイン構造観察"機能材料. 22・12. 12-17 (2002)

[Publications] 長康雄: "走査型非線形誘電率顕微鏡による強誘電ドメインの観測"まてりあ. 41・12. 852-853 (2002)