エピタキシャル方位制御を基本思想とする強誘電体の薄膜化による物性変化と高機能化

通过基于外延取向控制的铁电材料的减薄来改变物理性能并增强功能

基本信息

批准号：
05650641
负责人：
伊藤太一郎
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

電圧、強誘電性等の機能を有するセラミックス材料は、その機能に大きな異方性があるために結晶方位の選択が重要となる。しかしながらこれらを薄膜として用いる場合には、通常基板が決った時点で薄膜のエピタキシャル方位関係が決ってしまい、任意の(最大物性値の得られる)結晶方位を選択できないと考えられている。これは、もし薄膜が平衡状態で成長するのであればエピタキシャル方位関係は界面エネルギーで記述されるものに決定されるために、一意的に決ってしまうと言う事である。この様な問題点に対して、申請者らはABO_3型強誘電体薄膜を用いてサファイア基板上でエピタキシャル方位の制御に取り組み、R面サファイア基板上で二種類の成長方位を有するLiNbO_3とLiTaO_3薄膜の作成に成功した。R面サファイア基板上では、従来両薄膜ともに(012)方位での成長しか報告がなかったが、今回の検討で新しく(100)LiNbO_3(110)LiNbO_3の方位を有して成長したエピタキシャル薄膜を作成することに成功し、カチオン比および酸素八面体の結合の自由度を考慮した成長メカニズムを提唱した。また、新しく見つかったエピタキシャル膜のエピタキシャル方位関係、結晶性が界面のクーロンポテンシャルによって説明できるとを計算機シミュレーションによって明らかにした。さらに、今回の申請において最も重要である高機能化という点に対して、これらの新しく見つかったエピタキシャル膜が表面弾性波デバイスにとって有利な方位であることを表面弾性波のデバシスシミュレーションによって明らかにした。

具有电压和铁电的功能的陶瓷材料的功能具有较大的各向异性，因此选择晶体方向很重要。但是，当它们用作薄膜时，通常在确定底物的时候确定薄膜的外延方向关系，并且认为无法选择任何晶体方向（获得最大物理属性值）。这意味着，如果薄膜在平衡中生长，则在界面能量被确定为界面能量所描述的某些东西是独特地确定的。为了应对这些问题，申请人致力于使用ABO_3铁电薄膜控制蓝宝石底物上的外延取向，并成功地创建了Linbo_3和Litao_3薄膜，在R-Plane Sapphire底物上具有两个不同的生长方向。以前，这两部薄膜仅据报道在这两部电影的（012）方向上增长，但是在这项研究中，我们成功地创建了一部新的外延薄膜，该薄膜随（100）linbo_3（110）linbo_3取向而生长，并提出了一种增长机制，以考虑到阳离子比率和自由度，以构成氧气的自由度和粘合度。此外，计算机模拟显示，新发现的外延膜的外延方向关系和结晶度可以通过界面处的库仑电位来解释。此外，就本应用的最重要方面而言，表面声波的偏差模拟表明，这些新发现的外延膜对于表面声波设备有利。