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ナノサイズ強誘電体における分極反転に関する研究

纳米铁电体极化反转研究

基本信息

批准号：
18760238
负责人：
藤澤浩訓
金额：
$ 1.86万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,主として高品質ナノサイズ強誘電体の作製・構造制御とその分極反転のSPM観察に取り組み,以下の知見を得た.1.SrTiO_3(100)傾斜基板上に作製したPt薄膜上では,PbTiO_3ナノ構造の自己集合化がPtのステップに律速され,これが配置制御に応用できる可能性があることを見出した.2.面心立方構造を持つPt,Irとペロブスカイト構造を持つSrRuO_3,SrTiO_3,PbTiO_3をSrTiO_3(100)基板上に積層し,それらの成長様式が格子不整合によらず,結晶構造の違いのみにより決定されることを見出した.3.SrTiO_3(100)基板にコヒーレントに成長したPt及びSrRuO_3薄膜上にPbTiO_3薄膜をエピタキシャル成長させたところ,Pt薄膜上ではSrRuO_3,薄膜上よりも90゜ドメインが形成されやすく,容易に応力緩和されることを見出した.また,Pt薄膜上のPbTiO_3ナノ構造はc-ドメインのみで構成され90°ドメイン形成による応力緩和は見られなかった.4.X線CTR散乱測定により,SrTiO_3(100)及びSrRuO_3/SrTiO_3(100)基板上に作製した膜厚3nm以下のPbTiO_3の膜厚及び格子定数の解析を行った.5.PFMにより圧電特性のサイズ依存性を調べた結果,PbTiO_3ナノ構造ではその幅にはほとんど依存せず,高さに依存して圧電特性が変化することを明らかにした.特に高さ10nm以下では急激に圧電定数が低下した.また,PbTiO_3ナノ構造では分極反転ドメインの形成が困難かつ不安定であるのに対し,PbTiO_3薄膜は容易に分極反転させることができ,分極反転ドメインも比較的安定であった.これらの知見より,ナノサイズ強誘電体では90゜ドメイン構造とそれによる応力緩和が分極反転に大きな影響を及ぼすと結論づけられる.今後はより定量的な評価を進める.

This year, the main results are as follows: 1. SrTiO_3 (100) substrate is fabricated on Pt thin film, PbTiO_3 structure is fabricated on Pt thin film, and the possibility of fabrication of Pt thin film is discussed. 2. FCC structure is fabricated on Pt thin film. SrRuO_3, SrTiO_3, PbTiO_3 and SrTiO_3 (100) substrates were deposited on SrTiO_3(100) substrates, and their growth patterns were determined by lattice disconformity. SrTiO_3 (100) substrates were deposited on Pt and SrRuO_3 thin films, and SrRuO_3 thin films were deposited on Pt thin films. Film on the top of the 90-degree film to form a film, easy to ease the pressure on the surface of the film. 4. X-ray CTR scattering measurement of SrTiO_3 (100) and SrRuO_3/SrTiO_3 (100) substrates. 5. Analysis of film thickness and lattice number of PbTiO_3 films with film thickness less than 3nm. PbTiO_3 structure is highly dependent on the amplitude of the voltage characteristic. Especially high below 10nm, the rapid excitation voltage is low. PbTiO_3 thin films are easy to form polarization inversion due to their difficulty in forming polarization inversion. In this paper, we discuss the influence of polarization and polarization on the structure and structure of strong inducers. From now on, quantitative evaluation will be carried out.