Formation of atomically flat clean surface of ferroelectric and the investigation of the properties of the surface

铁电原子级洁净表面的形成及其表面性能的研究

• 批准号: 19340084
• 负责人: YUKIO Watanabe
• 金额: $ 12.23万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19340084/
• 关键词: 誘電体; 表面; 分域; 電子層; ナノ物性; 分極; 2次元電子; 強誘電体; 反電界; 清浄化

申請者らが、世界に先駆けて発見した、強誘電体の表面層の基礎物性とこの現象が、最も顕著に現れる強誘電体の基礎である分域構造を解明することを目的として以下の研究を行った。これまでの実験では、清浄化と平坦化の不十分さのため、表面電子の捕獲がおこり、このために本来の電子層の特性が得られていないと考えた。このため、まず、これまで報告がない原子レベルに平坦な強誘電性単結晶(BaTiO_3)を形成した。次に、この表面を清浄化し、さらに原子レベルで清浄さを検出する方式を確立した。この原理は、超清浄な表面の化学結合の活性を超高真空原子間力顕微鏡で測定することである。この表面について、のような表面の形状(AFM)と、圧電応答顕微鏡(PFM)による分域構造、電位分布(KFM)を超高真空中で測定(図7)すると、従来の理論の50分の1程度の電位しかなく、従来の分域理論では説明できないことがわかった。一方、これと独立に、従来の理論の枠組みを用いて、実験の分域構造を定量的に説明すること検討したところ、上記実験と独立に、外因的でな電荷の遮蔽により強誘電体の電荷が50分の1程度に遮蔽する機構が必要であること示した。これらの実験と理論はほぼ定量的に一致し、前述の強誘電体の表面電子層の結果を支持した。

The applicant has made the following research on the fundamental physical properties of the surface layer of the ferroelectric material, the fundamental structural characteristics of the ferroelectric material, and the fundamental structural characteristics of the ferroelectric material. The characteristics of the original electron layer are studied. The formation of BaTiO_3 crystals is reported. Second, the surface is cleaned, and the method of cleaning is established. The principle of this method is to determine the activity of chemical bonding on ultra-clear surfaces by ultra-high vacuum atomic force microscopy. The surface shape (AFM), voltage response micro-mirror (PFM), domain structure, potential distribution (KFM), measurement in ultra-high vacuum (UHV), theoretical potential of 50 minutes to 1 degree, theoretical description of domain theory. The theory of "independent" and "independent" is used to describe the structure of "independent" and "independent". This theory is consistent with the quantitative results, and the results of the surface electron layer of the ferroelectric are supported.

项目成果

Polarization Reversal Process in Bi_4Ti_3O_<12> with 90° Domain Wall Structure

90°畴壁结构Bi_4Ti_3O_<12>的极化反转过程

• 发表时间: 2008
• 期刊: Ferroelectrics 368
• 作者: M. Iwata. T. Morishita;R. Aoyagi;M. Maeda;Y. Ishibashi
• 通讯作者: Y. Ishibashi

Phase Diagram in Bi_<4-x>Nd_xTi_3O_<12> Mixed Crystals

Bi_<4-x>Nd_xTi_3O_<12> 混合晶体中的相图

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 46, 10B
• 作者: Makoto Iwara;Cheng-Hua Zhao;Yuya Suzuki;Rintaro Aoyagi;Masaki Maeda;and Yoshihiro Ishibashi
• 通讯作者: and Yoshihiro Ishibashi

Temperahire-Induced Insulator-Metal-Insulator Transitions and Conductance Oscillations in Epitaxial BaTiO_3 Films

外延 BaTiO_3 薄膜中由温度引起的绝缘体-金属-绝缘体转变和电导振荡

• 发表时间: 2007
• 期刊: Ferroelectrics 348
• 作者: Yukio Watanabe;Sigeru Kaku
• 通讯作者: Sigeru Kaku

Charge transport and ferromagnetic critical behavior of the correlated 3d perovekite Sr_1-x Ce_x CoO_3

相关3d钙钛矿Sr_1-x Ce_x CoO_3的电荷输运和铁磁临界行为

• 发表时间: 2007
• 期刊: Phys.Rev.B 76
• 作者: S. Balamurugan;K. Yamaura;Masao Arai;E. Takayama-Muromachi
• 通讯作者: E. Takayama-Muromachi

Bulk-limited Asymmetric Conduction

体积限制不对称传导

• 发表时间: 2008
• 作者: 岡井克典;清水康弘;伊藤正行;礒部正彦;上田寛;Yukio Watanabe
• 通讯作者: Yukio Watanabe