2008 Fiscal Year Annual Research Report
チタン酸ジルコン酸鉛単結晶モデル粒界を用いたナノドーパントの圧電制御機構の解明
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20047004
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
舟窪 浩 Tokyo Institute of Technology, 大学院・総合理工学研究科, 准教授 (90219080)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 智明 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 特任助教 (80509349)
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| Keywords | 分極軸配向膜 / 強誘電体 / 圧電体 / 特性制御 / MOCVD |
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| Research Abstract |
本研究は、最も重要な圧電体でありながらこれまで単結晶合成の難しさから多結晶体での研究に限られていたPb(zr, Ti)O_3[PZT]の研究について、申請者が世界で初めて合成に成功したPZT単結晶を用いた人工モデル粒界を作製し、ナノドーパントの圧電特性に及ぼす効果をin-situで解明することを目的としている。
基礎実験として、本年度はまず分極軸配向PZTの特性評価を行った。その結果、新規に開発したCaF_2を基板上に高品質な膜合成が可能な有機金属化学析出(MOCVD)法を用いることで作製したPZT膜について、以下の結果を得た。
1. 膜厚3μmまで、残留歪が非常に小さな膜であることがわかった。
2. 得られた膜には電極との界面にデッドレイヤの存在が示唆されたが、それを考慮して見積もっても膜の比誘電率は、理論で予想されたものと良く一致していた。
3. 得られた膜の圧電性や電歪係数も、これまで理論で予想されたものと良く一致していた。
以上の結果から、今回作製した膜は、PZT単結晶で予想される特性がほぼ発現していることが明らかになった。従って、この分極軸配向PZTに添加物(ナノドーパント)を導入することで、ドーパントの効果を明らかにする準備が整ったといえる。
また評価方法としては、シンクロトロンXRDを用いた電界下の結晶の格子定数変化を見積もる圧電性の評価に加えて、操作型プローブ顕微鏡を用いた方法と、ラマン分光法を用いた方法の2つについても電界印加下での測定方法を確立した。
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Research Products
(15 results)
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[Presentation] Growth of Epitaxial Pb(Zr, Ti)O_3 Thick Films on (100)CaF_2 Substrates with Perfectly Polar-axis-orientation and their Electrical and Mechanical Property Characterization2008
Author(s)
Takashi Fujisawa, Hiroshi Nakaki, Rikyu Ikariyama, Tomoaki Yamada, Mutsuo Ishikawa,Hitoshi Morioka, Keisuke Saito, and Hiroshi Funakubo
Organizer
2008 MRS Fall Meeting
Place of Presentation
Hynes Convention Center and Sheraton Boston Hotel, Boston, MA, USA
Year and Date
2008-12-03
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[Presentation] Novel Mechanism for Large Piezoelectric Response Observed in Epitaxial Pb(Zr, Ti)O_3 Thick Films2008
Author(s)
Hiroshi Funakubo, Hiroshi Nakaki, Rikyu Ikariyama, Nicolas Menou, Ken Nishida, Minoru Osada, Hitoshi Morioka, Keisuke Saito, Osami Sakata, Kazunori Fukuda, and Shigeru Kimura
Organizer
6th Asian Meeting on Electroceramics(AMEC-6)
Place of Presentation
NIMS, Tsukuba, Japan
Year and Date
2008-10-22
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[Presentation] Strained-relaxed Novel Domain Structure of Epitaxial Pb(Zr,Ti)O_3 Thick Films Grown by Metal Organic Chemical Vapor Deposition and Their Contribution to Piezoresponse2008
Author(s)
H. Funakubo, H. Nakaki, R. Ikariyama, N. Menou, K. Nishida, H. Morioka, K. Saito, K. Fukuda, O. Sakata, and S. Kimura
Organizer
2008 U. S. Navy Workshop on Acoustic Transducti on Materials and Devices The Penn State Conference Center Hotel, State College, PA, USA
Place of Presentation
The Penn State Conference Center Hotel, State College, PA, USA
Year and Date
2008-05-13
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