Elucidation of nano-flexoelectricity and creation of buckling memory devices

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令和4年度の研究実績は、以下のように纏めることができる。1．前年度、二重片持ち梁試験片によって得られた挙動が、フレクソエレクトリック現象に起因するものであることを特定するための試験手法を考案した。チタン酸バリウム（BaTiO3）単結晶で作製した試験片は、ナノサイズの試験部の端部に直交したカンチレバー部を設けたT字形状を有しており、ナノインデンテーション装置を用いてカンチレバーに異なる方向から負荷を与えることで、試験部に正負の曲げ変形を負荷できる。この手法であれば、試験部の初期状態の分極方向が不明であってもフレクソエレクトリシティの効果を検証することができる。試験前の試験部には長手方向に対して斜めに配置されたドメイン壁が存在しており、曲げ負荷を与えるとドメインが消失した。除荷を行うと、試験部の長手軸に対して反転したドメイン壁が現れた。続いて逆方向の曲げ負荷を与えると、同様にドメインが消失し、除荷によって再度反転したドメインが現れた。その後の繰り返し負荷によっても同様の結果が得られた。本結果より、曲げ負荷によるドメイン壁の反転（分極方向の反転）は、フレクソエレクトリシティの効果のよるものであることを特定した。2．前年度に引き続き、フェーズフィールド法解析の解析コードの整備を行い、実際にシミュレーションを実施してその正当性の検証を実施した。また、形状および曲げ負荷を考慮した解析の実現を図った。3．実験で得られた異なる方向の曲げ負荷のドメインスイッチング現象を基に、次年度に作製するバックリングメモリに用いる材料、素子構造及び作製手法について検討を行った。4．メモリ機能を確認するための圧電応答顕微鏡を導入した。