室温合成可能な新規単純化合物強誘電体群の開拓
室温合成可能な新規単純化合物強誘電体群の開拓
批准号:
22K18307
负责人:
舟窪 浩
金额:
$16.56万
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份:
2022
资助国家:
日本
项目状态:
未结题
起止时间:
2022-06-30 至 2025-03-31
中文摘要
本研究の目的は、超低消費電力で動作しCO2削減の切り札となる革新的強誘電体デバイスを実現するために、これまで不可能とされてきた室温合成可能な単純化合物強誘電体群を開拓することである。研究代表者は、陽イオンが1種類で結晶構造がシンプルな単純化合物(AXやAX2)であれば、結晶化のエネルギー障壁が低く合成時の劇的な低温化が可能ではないかとの着想を得た。本研究では、蛍石構造のHfO2基強誘電体とウルツ鉱構造のAlN基強誘電体を中心として結晶構造由来の強誘電性では不可能とされてきた、従来の常識を打破する“室温合成が可能な新規単純化合物強誘電体群”を開拓する。本年度は、蛍石構造を有するHfO2基薄膜(YO1.5-ZrO2-HfO2組成)について、RFマグネトロンスパッタリング法を用いて非加熱での種々の組成の薄膜合成を、種々の基板上に試みた。その結果、以下を得た。1 得られた薄膜は成膜後の熱処理なしでも結晶化しており、その構成相は室温合成後に900℃以上に加熱して得られる相と基本的には同じであった。このことは、構成相は主に膜組成で決定されていることを示唆している。2 広い組成範囲で強誘電性が確認された。膜のZr/(Zr+Hf)比が大きくなると強誘電性が得られるY/(Hf+Zr+Y)比は小さくなった。3 非加熱で作成した薄膜でも高温で熱処理した膜と同様に、電界誘起による結晶構造相転移が観測された。また、電界誘起で強誘電相が得られる組成でも薄膜の強誘電性が確認された。
英文摘要
本研究の目的は、超低消費電力で動作しCO2削減の切り札となる革新的強誘電体デバイスを実現するために、これまで不可能とされてきた室温合成可能な単純化合物強誘電体群を開拓することである。研究代表者は、陽イオンが1種類で結晶構造がシンプルな単純化合物(AXやAX2)であれば、結晶化のエネルギー障壁が低く合成時の劇的な低温化が可能ではないかとの着想を得た。本研究では、蛍石構造のHfO2基強誘電体とウルツ鉱構造のAlN基強誘電体を中心として結晶構造由来の強誘電性では不可能とされてきた、従来の常識を打破する“室温合成が可能な新規単純化合物強誘電体群”を開拓する。本年度は、蛍石構造を有するHfO2基薄膜(YO1.5-ZrO2-HfO2組成)について、RFマグネトロンスパッタリング法を用いて非加熱での種々の組成の薄膜合成を、種々の基板上に試みた。その結果、以下を得た。1 得られた薄膜は成膜後の熱処理なしでも結晶化しており、その構成相は室温合成後に900℃以上に加熱して得られる相と基本的には同じであった。このことは、構成相は主に膜組成で決定されていることを示唆している。2 広い組成範囲で強誘電性が確認された。膜のZr/(Zr+Hf)比が大きくなると強誘電性が得られるY/(Hf+Zr+Y)比は小さくなった。3 非加熱で作成した薄膜でも高温で熱処理した膜と同様に、電界誘起による結晶構造相転移が観測された。また、電界誘起で強誘電相が得られる組成でも薄膜の強誘電性が確認された。
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Lower ferroelectric coercive field of ScGaN with equivalent remanent polarization as ScAlN
ScGaN 的铁电矫顽场较低,剩余极化强度与 ScAlN 相当
DOI:
10.35848/1882-0786/ac8048
发表时间:
2022
期刊:
Applied Physics Express
影响因子:
2.3
作者:
[Uehara Masato, Mizutani Ryoichi, Yasuoka Shinnosuke, Shimizu Takao, Yamada Hiroshi, Akiyama Morito, Funakubo Hiroshi]
通讯作者:
Funakubo Hiroshi
Systematic Investigation of Ferroelectric Properties in x%YO1.5-(100-x%)Hf1-yZryO2 Films
系统%20调查%20of%20铁电%20性质%20in%20x%YO1.5-(100-x%)Hf1-yZryO2%20薄膜
DOI:
10.1021/acsaelm.2c01658
发表时间:
2023
期刊:
ACS Applied Electronic Materials
影响因子:
4.7
作者:
[Mimura Takanori, Tashiro Yuki, Shimizu Takao, Funakubo Hiroshi]
通讯作者:
Funakubo Hiroshi
Tunable Ferroelectric Properties in Wurtzite (Al0.8Sc0.2)N via Crystal Anisotropy
通过晶体各向异性可调节纤锌矿 (Al0.8Sc0.2)N 的铁电性能
DOI:
10.1021/acsaelm.2c00999
发表时间:
2022
期刊:
ACS Applied Electronic Materials
影响因子:
4.7
作者:
[Yasuoka Shinnosuke, Mizutani Ryoichi, Ota Reika, Shiraishi Takahisa, Shimizu Takao, Uehara Masato, Yamada Hiroshi, Akiyama Morito, Funakubo Hiroshi]
通讯作者:
Funakubo Hiroshi
Ferroelectricity of 20-nm Thick (Al0.8Sc0.2)N Thin Films with TiN Electrodes
带 TiN 电极的 20 nm 厚 (Al0.8Sc0.2)N 薄膜的铁电性
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Ota Reika, Yasuoka Shinnosuke, Mizutani Ryoichi, Shiraishi Takahisa, Kakushima Kuniyuki, Funakubo Hiroshi]
通讯作者:
Funakubo Hiroshi
正方晶Pb(Zr,Ti)O3薄膜における圧電特性の膜厚依存性
四方 Pb(Zr,Ti)O3 薄膜压电性能的厚度依赖性
DOI:
--
发表时间:
2023
期刊:
影响因子:
--
作者:
[茶谷那知, 平井浩司, 安岡慎之介, 岡本一輝, 舟窪浩]
通讯作者:
舟窪浩
共 9 条
新規蛍石構造圧電体膜の機構解明と材料群開拓
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批准号:24H00375
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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资助金额:$30.95万
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财政年份:2024
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负责人:舟窪 浩
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依托单位:
窒化アルミニウム基エピタキシャル薄膜を用いた強誘電性サイズ効果の解明
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批准号:21H01617
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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资助金额:$11.23万
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财政年份:2021
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负责人:舟窪 浩
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依托单位:
ピエゾMEMSの信頼性確保を目指した圧電体膜の結晶構造およびドメイン構造評価
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批准号:12F02766
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.47万
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财政年份:2012
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负责人:舟窪 浩
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依托单位:
次世代強誘電体メモリ用強誘電体材料の電気的及び物理的特性
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批准号:09F09816
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.34万
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财政年份:2009
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负责人:舟窪 浩
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依托单位:
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
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批准号:20047004
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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资助金额:$3.07万
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财政年份:2008
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负责人:舟窪 浩
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依托单位:
Bi-Zn-Nb-0エピタキシャル膜のチューナビリティー機構解明
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批准号:18656189
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$1.98万
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财政年份:2006
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负责人:舟窪 浩
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依托单位:
Si上の光-電子融合デバイス集積を目指したβ-FeSi_2エピタキシャル薄膜合成
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批准号:16656202
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$2.11万
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财政年份:2004
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负责人:舟窪 浩
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依托单位:
環境低負荷な鉄とシリコンからなるベータ鉄シリサイド半導体を用いた太陽電池の検討
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批准号:14655236
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$1.92万
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财政年份:2002
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负责人:舟窪 浩
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依托单位:
パルスMOCVD法によるチタン酸ジルコン酸鉛薄膜の析出機構の解明
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批准号:12750596
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$1.41万
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财政年份:2000
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负责人:舟窪 浩
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依托单位:
エピタキシャル成長単結晶薄膜を用いたチタン酸バリウム半導体化機構の解明
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批准号:10750490
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$1.09万
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财政年份:1998
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负责人:舟窪 浩
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依托单位:
in-situ伝導度測定による半導性ZnO薄膜成膜初期の成長機構の解明
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批准号:08750779
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.64万
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财政年份:1996
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负责人:舟窪 浩
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依托单位:
高度に組成・結晶構造制御したPLZTエピタキシャル薄膜のMOCVD法による合成
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批准号:03855156
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.64万
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财政年份:1991
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负责人:舟窪 浩
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依托单位: