NDLI: Fabrication of Compositionally Graded Ba 1-x Sr x TiO 3 Thin Films by Galvanometer Scanning Pulsed Laser Deposition

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Fabrication of Compositionally Graded Ba 1-x Sr x TiO 3 Thin Films by Galvanometer Scanning Pulsed Laser Deposition

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Harada, Ryoma Maruyama, Shingo Yuji, Matsumoto
Copyright Year	2017
Abstract	【緒言】複数の原料を用いて作製される薄膜はその混合形態によって,主に均一混合型,積層型,傾斜組成型に分類できる.均一混合型や積層型薄膜では,界面の存在による特異な物性等が見られる場合もあるが,格子定数や物性の急峻な変化による欠陥が問題となることが一般的である.一方,傾斜組成薄膜では膜内に急峻な界面が存在しないことから,均一混合型や積層型薄膜では得られなかった構造や特性を有することが期待される[1].当研究室では,このような傾斜組成薄膜の作製に適した,ガルバノ走査型パルスレーザー堆積(PLD)装置を新たに開発した[2].この装置を用いて BaTiO3(BTO)と SrTiO3(STO)を高速に交互堆積させることで,室温で強誘電体である組成範囲 Ba1-xSrxTiO3(x=0~0.3)で組成を変化させた傾斜組成薄膜を作製し,その構造及び特性を調査した結果を報告する. 【実験方法】PLD 法(KrF エキシマレーザー)を用いて膜厚 100 nmの薄膜を酸素圧 35 mTorr,基板温度 645 °Cで SrRuO3 (SRO)/STO(100)上に作製した.Ba0.7Sr0.3TiO3(BSTO)から BTO まで組成を傾斜させた up-graded (Fig. 1(a))と,up-gradedと組成変化が逆向きである down-graded (Fig. 1(b))を作製した.薄膜の評価には,二次イオン質量分析法(SIMS),逆格子マッピング(RSM),圧電応答顕微鏡(PFM)を用いた. 【結果と考察】まず,SIMSの結果から,傾斜組成薄膜内の組成が設計通りに変化していることを確認した.Fig. 2に基板の(103)回折点近傍の RSM測定結果を示す.up-gradedは面内格子が基板に拘束されて歪んでいるのに対して,downgradedは BTOと BSTO のバルク値方向にシフトしている. これは,薄膜/基板界面において,基板との面内格子定数差が BSTOより大きな BTOを堆積させているため応力が緩和し, バルク値に近づいたためと考えられる.また,Fig. 3 に傾斜組成薄膜及び単相薄膜の PFM像を示す.up-gradedでは,最表面組成の BTO由来のドメインと BSTO由来の碁盤状ドメインが観察されたのに対して,down-gradedでは明瞭なドメイン構造が観察されなかった.当日は,断面観察と強誘電特性等についても議論する. 謝辞:本研究は,科学研究費基盤研究 A(15H02021)の支援を受けて行われました. [1] 上村他,“傾斜機能材料の基礎と応用”,コロナ社,(2004) [2] 丸山他,第 63回応用物理学会春季学術講演,東工大大岡山キャンパス,22-H103-3,2016/3/22 Fig.2 (103)回折点近傍の RSM (a) up-graded,(b) down-graded ○:BSTO strained,●:BSTO bulk □:BTO strained,■:BTO bulk
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	https://confit.atlas.jp/guide/event-img/jsap2017a/8p-A504-2/public/pdf?type=in
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article

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