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J-GLOBAL ID：201502202254171613   整理番号：15A0872877

強化型強誘電性のゾル-ゲル誘導K_0.5Na_0.5Nb_1-xMn_xO_3-δナノ結晶膜のオプトエレクトロニック特性および極性ナノ分域挙動

Optoelectronic properties and polar nano-domain behavior of sol-gel derived K_0.5Na_0.5Nb_1-xMn_xO_3-δ nanocrystalline films with enhanced ferroelectricity

著者 (8件)： DENG Qinglin (Key Lab. of Polar Materials and Devices, Ministry of Education, Dep. of Electronic Engineering, East China Normal ...) ,  ZHANG Jinzhong ,  HUANG Ting ,  XU Liping ,  JIANG Kai ,  LI Yawei ,  HU Zhigao ,  CHU Junhao
資料名： Journal of Materials Chemistry C. Materials for Optical, Magnetic and Electronic Devices  (Journal of Materials Chemistry C. Materials for Optical, Magnetic and Electronic Devices)
巻： 3  号： 31  ページ： 8225-8234  発行年： 2015年08月21日 
JST資料番号： W2383A  ISSN： 2050-7526  CODEN： JMCCCX  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 高品質の鉛フリーの圧電K_0.5Na_0.5Nb_1-xMn_xO_3-δ(KNNMx,0≦x≦0.10)膜を,改良型ゾル-ゲル法でPt(111)/Ti/SiO₂/Si(100)基板上に蒸着できた。KNNMx膜の微細構造,格子振動並びに光学的特性および強誘電性特性に及ぼすMn置換の影響を詳細に検討した。全ての膜は多結晶で亀裂が無く,厚みが約215nmの擬立方晶系(pc)構造を示した。Raman分析から,ν₁,ν₅およびν₁+ν₅モードの特徴的な周波数が,Mn濃度の増加で,より低い波数の方向へシフトすることが分かった。光学的強誘電性特性がx=0.06でドーピングされた膜で得られたが,印加電場1000kV cm^-1でのこの残分極(2P_r)及び抗電場(2E_c)値は,それぞれ51μC cm^-2および265kV cm^-1であった。Mn³⁺としてNb⁵⁺ サイトで置換されたMn²⁺の原子価を増大すると,酸素空格子点および正孔両者の量を減らす重要な役割を果たした。また,KNNMx膜の誘電関数を,1.5~5.5eVのフォトンエネルギー範囲で,Adachi誘電関数モデルおよび四相層化モデル(空気/粗表面層/KNNMx/Pt)を用いて,分光偏光スペクトルをフィッティングさせて十分抽出した。光学的バンドギャップ(E_g)は僅かに減少したが,高周波数の誘電定数(ε_∞)が,Mn濃度の増加と共に線形に増加した。更に,KNNM0.06膜の温度依存性の光分散挙動を,300Kから800Kまで検討した。E_gおよび消光係数(κ)から,光学的特性と構造相転移との間の相関が明らかとなった。更に,特定の矩形相のヒステリシス曲線の独特な面内(180°)極性ナノ分域パターンが,圧電応答力顕微鏡(PFM)実験からKNNM0.06膜で観察された。本成績は,潜在力のある多機能性のKNNベースのデバイス応用で重要になると考えられた。Copyright 2015 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： ナノ結晶 ,  *薄膜 ,  *固体素子 ,  オプトエレクトロニクス ,  *極性 ,  *ナノ構造 ,  ミクロドメイン ,  *圧電体 ,  カリウム化合物 ,  ナトリウム化合物 ,  ニオブ化合物 ,  *マンガン酸塩 ,  ゾル-ゲル法 ,  蒸着 ,  微細構造 ,  格子振動 ,  *強誘電体 ,  立方晶系 ,  Raman散乱 ,  濃度依存性 ,  抗電場 ,  原子価 ,  空格子点 ,  誘電関数 ,  エネルギー ,  光子 ,  バンドギャップ ,  周波数 ,  誘電率 ,  偏光解析法 ,  温度依存性 ,  光ルミネセンス ,  消光 ,  構造相転移 ,  X線回折 ,  原子間力顕微鏡 ,  走査電子顕微鏡 ,  近赤外スペクトル ,  紫外スペクトル
準シソーラス用語： *オプトエレクトロニクス素子 ,  ゾル-ゲル合成 ,  *ナノ分域 ,  フォトンエネルギー ,  酸化物薄膜 ,  酸素空格子点 ,  消光係数 ,  分光偏光解析 ,  誘電定数

分類 (6件)： 光導電素子  (NC03083X) ,  強誘電体,反強誘電体,強弾性  (BM05030B) ,  塩基,金属酸化物  (CD01030Z) ,  酸化物薄膜  (BK14050P) ,  応用物理化学的操作・装置  (XE03000E) ,  相転移・臨界現象一般  (BL04010V)

タイトルに関連する用語 (8件)： 強化 ,  強誘電性 ,  ゾル-ゲル ,  誘導 ,  ナノ結晶 ,  極性 ,  ナノ分域 ,  挙動