高温適応キャパシタの応用を目指した歪み印加自然超格子誘電体材料の創生

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1. (001)一軸配向自然超格子誘電体薄膜の誘電特性に関する配向制御層が与える効果の検証Bi-Oの蛍石構造とペロブスカイト構造で構成されたBi層状構造誘電体の一つであるCaBi_4Ti_4O_<15>に注目し、(001)一軸配向膜における電気特性に対する配向制御層の影響を検証することで、自然超格子誘電体薄膜の有する優れた電気特性を種々の基板上に実現する方法を明らかにした。ガラスおよびPt付きSi基板上に配向制御層としてLaNiO_3並びにCa_2Nb_3O_<10>^-ナノシートを用いて、膜厚100nmを有する(001)一軸配向CaBi_4Ti_4O_<15>薄膜を作製した結果、Ca_2Nb_3O_<10>^-ナノシートを用いた場合、表面平滑性の高いガラス上の一軸配向膜では既往の(100)_cSrRuO_3/(100)SrTiO_3基板上に作製したエピタキシャル薄膜に匹敵する誘電特性を示し、一方表面平滑性の低いPt付きSi基板上では、誘電特性が劣化することが分かった。一方、LaNiO_3を用いた場合は、基板種に依存せず誘電特性が劣化することが明らかになった。2. CaTiSiO_5基材料における電気特性と結晶構造の評価Si-O四面体構造とペロブスカイト構造で構成されたCaTiSiO_5基材料において、前年度で明らかになった優れた誘電特性と絶縁特性を有するCa(Ti_<1-x>, Zr_x)SiO_5に注目し、異なるZr/(Ti+Zr)比を有する試料における温度可変X線回折測定による構造解析と誘電率の温度依存性から、結晶構造と誘電特性の相関性を明らかにした。その結果、誘電率が温度変化に対して安定になる温度は、結晶構造の相転移を示す温度と一致し、Zr/(Ti+Zr)比が増加することによって相転移点が低下することが明らかになり、x=0.15以上になると相転移点が室温以下になることが明らかになった。