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Construction of ferroelectric nano-dot and their size effect investigation by scanning probe microscopy.

铁电纳米点的构建及其尺寸效应的扫描探针显微镜研究。

基本信息

批准号：
16F16018
负责人：
田中秀和
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-10-07 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16018/
关键词：
プローブ顕微鏡ナノドットナノピラー酸化物誘電体半導体 PFM C-AFM C－AFM

项目摘要

自己組織化的に形成された３次元的機能性酸化物ナノ構造に対して、走査型プローブ顕微鏡（ピエゾレスポンス顕微鏡(PFM）電気伝導度評価原子間力顕微鏡（cAFM）など)により、ナノスケール物性評価を行い、そのナノサイズ効果を明らかにすることを目的とする。自己組織化強誘電体/圧電対BiFeO3ナノドット、圧電体 ZnO/半導体NiOナノピラー構造を対象に、超微細3Dテンプレート基板とパルスレーザ蒸着法による自己組織化相分離結晶成長を組み合わせることにより、サイズ・形状が任意に規定されたナノ構造を形成する。得られたナノ構造に対し、その機能物性のサイズ依存性評価を明らかにし、形状設計による物性を制御向上させ、次世代ナノデバイス展開への知見を得る。今年度は、レーザMBE薄膜成長法により、逐次自己ナノ相分離を進行させることにより、酸化物ナノ構造母相中に形状を制御して成長させる。対象として、特に太陽電池応用が期待されるZnO/NiOナノピラーを選定し、X線構造解析により、両相が良好な結晶性を有して成長していることを確認した。走査型電子顕微鏡により数10nmスケールでナノドット、ナノピラー構造が形成されていることを確認した。さらに原子間力顕微鏡（AFM）をベースとしたピエゾレスポンス顕微鏡(PFM）により、ZnOマトリックス部分が圧電性を有し、NiOピラー部分が非圧電性であること、電気伝導度評価原子間力顕微鏡（c-AFM）により、ZnOマトリックス部分が半導体的、NiOピラー部分が非常に高抵抗であることを明らかにした。さらに作製条件を変化させ、高酸素雰囲気下では ZnOマトリックス部分の電気伝導度が減少し、NiOナノピラー部分が低抵抗化することを見出し、整流特性を確認した。これまで両相は大きな電気抵抗差を有していたが、同程度の抵抗率を実現でき自己組織化酸化物半導体デバイス形成を実現する有力な手掛かりとなる。

The three-dimensional functional acid products formed by ourselves are used to make the equipment, the optical micrometer (PFM), the atomic force micrometer (cAFM), the mechanical properties, the physical properties, and the physical properties. Self-assembly reinforced BiFeO3 generator, ZnO/ semi-conductor NiO generator, ultra-micro 3D microwave substrate, thermal evaporation method, self-assembly phase separation structure into a long combination of mechanical and electrical devices, and the shape of the device is arbitrary. The equipment is used to create the equipment, the physical properties of the equipment, the dependence of the physical properties, the physical properties of the shape design to control the upward impact, and the next generation of mechanical properties to develop the knowledge acquisition. This year, the growth of MBE thin films is studied, the phase separation is carried out step by step, and the shape is used to control the growth of the parent phase. For example, the electrical equipment, the special electrical power cell and the electrical equipment are expected to be selected by the ZnO/NiO generator, the X-ray analyzer is used to analyze the data, and the phase is good. The crystal properties are good and the temperature is high. The number of microphones of mobile computers is the number of 10nm microphones, which can be used to confirm the number of microphones. The atomic force micrometer (AFM), the atomic force micrometer (PFM), the ZnO microphone, the NiO micrometer, the atomic force micrometer (c-AFM) micrometer, the ZnO micrometer, the electronic micrometer, the atomic force micrometer, the atomic force The part of NiO has very high resistance, which is very clear. Under the condition of high acid content, the temperature of the ZnO temperature is low, the temperature of the NiO is low, the output is low, and the rectifier characteristics are confirmed. The resistance of electrical equipment has the same degree of resistance, and the same degree of resistance shows that the acidified semispheres are formed by self-organization, and the strength of the machine is strong.