3次元ベクトル型走査型非線形誘電率顕微鏡の開発と3次元ドメインエンジニアリング

3D矢量扫描非线性介电常数显微镜和3D域工程的开发

• 批准号: 15760234
• 负责人: 小田川 裕之
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760234/
• 关键词: SNDM; 走査型非線形誘電率顕微鏡; 強誘電分離; 分極分布計測; 3次元ベクトル; 強誘電体; 強誘電ドメイン; 強誘電分極

本研究では、強誘電体材料の強誘電分極の向きが試料表面に対して傾斜しているような場合でも計測し、ベクトル表示することが可能な3次元ベクトル型走査型非線形誘電率顕微鏡システムを開発し、強誘電材料のドメインの評価と、人工的に形成したドメインを利用した3次元ドメインエンジニアリング技術へ応用するための基礎研究を目的とした。昨年度までの研究で、面内方向については、分極の向き(角度)を絶対値で求めることが可能となっており、仰角方向には、上向きの成分(或いは下向きの成分)の強弱と、材料がとりうるドメインとを併せて考えることで3次元的な分極方向を決定することが可能となったが、仰角の絶対値を求めるには至っていなかった。本年度は、座標回転後の非線形誘電率の値を元に、計測している容量変化から仰角方向の絶対値計測を行うことを試みた。実際に電圧印加により作製された周期分極反転LiNbO_3単結晶を、分極の向きが仰角方向に45度傾斜するように切り出し、その分極の向きの絶対値計測を行った。その結果、誤差1度の精度で角度が求まり本手法の有効性を確認した。本研究課題による3次元ベクトル型走査型非線形誘電率顕微鏡は、将来の強誘電デバイス材料の評価技術として極めて有効であり、強誘電材料やデバイスの開発へ大きく貢献するものである。また、3次元ベクトル型走査型非線形誘電率顕微鏡は、強誘電体記録の多値記録の読み取りデバイスへの応用も考えられ、将来へ発展する研究成果が得られたと言える。

In this study, the direction of the ferroelectric polarization of the ferroelectric material was measured and the surface of the sample was inclined. The possible three-dimensional nonlinear permittivity of the ferroelectric material was evaluated. The purpose of artificial formation and utilization is to establish a three-dimensional system for basic research. In the past year, the research on the in-plane direction, the direction of polarization (angle), the absolute value, the strength, the material direction, the upward component (or the downward component), the strength, the material direction, and the three-dimensional polarization direction were determined. This year, the non-linear inductance after the coordinate return is measured. In practice, the voltage is controlled by the periodic polarization of LiNbO_3, and the polarization direction is inclined by 45 degrees. The accuracy of the result and the angle of error of 1 degree are determined, and the effectiveness of the method is confirmed. The three-dimensional beatle-type walk-through non-linear dielectric micromirror used in this research topic will be extremely effective in the evaluation of future dielectric materials and will make great contributions to the development of dielectric materials and devices. The results of this research are obtained from the investigation of the application of the three-dimensional and three-dimensional scanning non-linear permittivity, micro-mirror, strong dielectric recording and multi-value recording.