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

利用锆钛酸铅单晶模型晶界阐明纳米掺杂剂的压电控制机制

• 批准号: 20047004
• 负责人: 舟窪 浩
• 金额: $ 3.07万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20047004/
• 关键词: 分極軸配向膜; 強誘電体; 圧電体; 特性制御; MOCVD

本研究の目的は、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]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で解明することである。MOCVD法を用いて、Zr/(Zr+Ti)比を変化させて作製した分極軸に単一配向した正方晶のエピタキシャル膜を作製した。その結果以下の結論を得た。1. Zr/(Zr+Ti)比にかかわらず歪みの少ない膜が作製できることが明らかになった。2. 得られた膜の強誘電性を評価したところ、Zr/(Zr+Ti)比の減少に伴う自発分極値の低下が観察された。3. Spring8での電界下その場観察の結果、膜の圧電性はZr/(Zr+Ti)比の減少に伴って減少し、その変化は、理論から予測されたものと良く一致した。4. ラマン分光測定によって、初めてソフトモードと自発分極値の間に直線関係があることが実験的に確認された。5. 得られた膜の自発分極値とソフトモードの関係は、温度を変えて測定したデータでも良く一致しており、本研究で得られた結果が広い範囲に適用できる可能性を明らかにした。

The purpose of this study is to study the difficulties of single crystal synthesis and multicrystalline Pb(Zr, Ti)O_3[PZT]. The applicant is the first to successfully synthesize PZT single crystal in the world. MOCVD method is used to prepare the film with Zr/Zr (Zr+Ti) ratio. The following conclusions were drawn. 1. Zr/(Zr+Ti) ratio 2. The strong conductivity of the film was evaluated, and the Zr/(Zr+Ti) ratio was decreased, accompanied by the decrease of the polarization value. 3. The results of field observation under the electrical boundary of Spring8 show that the Zr/(Zr+Ti) ratio of the film decreases, and the theoretical prediction is in good agreement. 4. A linear relationship between the spectral values and the initial spectral values is confirmed. 5. The results of this study are consistent with those of the previous study.

项目成果

分極軸配向正方晶Pb(Zr, Ti)O_3厚膜の作製と評価

偏光轴取向四方Pb(Zr,Ti)O_3厚膜的制备与评价

• 发表时间: 2009
• 期刊: マテリアルインテグレーション 22(9, 10)
• 作者: 舟窪浩;藤澤隆志;宇津木覚;山田智明;石河睦生
• 通讯作者: 石河睦生

In-situ Observation of Piezoresponse and Electrical Property by Time-Resolved Synchrotron X-Ray Diffraction

通过时间分辨同步加速器 X 射线衍射原位观察压电响应和电性能

• 发表时间: 2009
• 作者: Hiroshi Funakubo;Shitaro Yasui;Takashi Fujsawa;Takafumi Kamo;Mitsumasa Nakajima;Satoru Utsugi;Tomoaki Yamada;Osami Sakata
• 通讯作者: Osami Sakata

CaF_2基板上に作製したPbTiO_3膜で観察される巨大強誘電性

CaF_2 衬底上制备的 PbTiO_3 薄膜观察到巨铁电体

• 发表时间: 2009
• 作者: 舟窪浩;宇津木覚;藤澤隆志;安井伸太郎;石河睦生;松島正明;山田智明;森岡仁
• 通讯作者: 森岡仁

Growth of Polar-axis-oriented Epitaxial Pb(Zr, Ti)O_3 Thick Films Grown on(100)CaF_2 Substrates

(100)CaF_2衬底上极轴取向外延Pb(Zr,Ti)O_3厚膜的生长

• 发表时间: 2009
• 作者: Hiroshi Funakubo;Takashi Fujisawa;Hiroshi Nakaki;Satoru Utsugi;Rikyu Ikariyama;Hitoshi Morioka;Mutsuo Ishikawa;Tomoaki Yamada
• 通讯作者: Tomoaki Yamada

エピタキシャルPbTiO_3膜のドメイン構造と電気特性の膜厚依存

外延PbTiO_3薄膜的畴结构和电性能的厚度依赖性

• 发表时间: 2009
• 作者: 宇津木覚;藤澤隆志;安井伸太郎;森岡仁;石河睦生;山田智明;舟窪浩
• 通讯作者: 舟窪浩