2001 Fiscal Year Annual Research Report
強誘電性セラミック厚膜の製造高効率化と高機能化をめざしたゾル-ゲル成膜技術の改良
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13555243
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
幸塚 広光 関西大学, 工学部, 助教授 (80178219)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 芳晴 栄進電機(株), 製造技術, 係長(研究職)
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| Keywords | ゾル-ゲル法 / 強誘電体 / 圧電体 / 薄膜 / チタン酸バリウム / PZT / 応力 / 膜厚 |
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| Research Abstract |
ポリビニルピロリドン(PVP)を含有するモル比Ba(CH_3COO)_2:Ti(OC_2H_5)_4:PVP:CH_3COOH:H_2O:C_2H_5OH=1:1:0.5:27:4:5なる溶液をコーティング液とし、1回のディップコーティング操作によってBaTiO_3薄膜を作製した。210℃以下の温度での溶媒とCH_3COOHの蒸発、210°-360℃でのPVPの分解、440℃以下の温度でのCH_3COO^-の分解、500°-610℃での結晶化を経てゲル膜がBaTiO_3セラミック薄膜に変換されることを明らかにした。PVPの分解がおこるとゲル膜中で脱水縮合反応が進行し、その結果膜厚が減少した。ゲル膜を700℃で熱処理した場合には厚さ0.9μmのBaTiO_3薄膜が得られた。一方、PVPの熱分解をゆっくり進行させることが膜の緻密化に有効であり、700℃での熱処理に先立って360℃での熱処理を行うと膜が緻密化し、膜の誘電率が大きくなることがわかった。
金属塩水溶液をコーティング液とする新しいゾル-ゲルセラミック薄膜成膜技術を開発した。ポリビニルピロリドン・ポリビニルアセトアミド、ポリアクリルアミドなどのアミド基を有する有機高分子を金属塩水溶液に添加することによって、基板材料へのコーティング液の濡れ性とゲル膜形成能が向上することを明らかにした。これらの有機高分子を含有するTi(SO_4)_2水溶液およびZrCl_2O水溶液をコーティング液とすることによって、透明で亀裂がない厚さ0.07-0.1μmのTiO_2およびZrO_2薄膜が作製できた。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] H.Kozuka, T.Kishimoto: "Aqueous solution-based sol-gel ceramic thin film deposition using organic polymers with amide groups"Chem. Lett.. 1150-1151 (2001)
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[Publications] H.Kozuka, A.Higuchi: "Single layer submicron thick BaTiO_3 coatings from PVP-containing sols : gel-to-ceramic film conversion, densification and dielectric properties"J. Mater. Res.. 16巻. 3116-3123 (2001)
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[Publications] S.Takenaka, H.Kozuka: "Sol-gel preparation of single-layer, 0.75μm thick lead zirconate titanate films from lead nitrate-titanium and zirconium alkoxide solutions containing polyvinvlpyrrolidone"Appl. Phys. Lett.. 79巻. 3485-3487 (2001)
