【公開日：2023.08.03】【最終更新日：2023.05.19】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22NR0030

利用課題名 / Title

強金属酸化物の相転移構造ダイナミクス

利用した実施機関 / Support Institute

奈良先端科学技術大学院大学 / NAIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

強相関金属酸化物,フレクソエレクトリック効果,X線回折/X-ray diffraction,3D積層技術

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

服部 梓

所属名 / Affiliation

大阪大学産業科学研究所 3次元ナノ構造科学研究分野

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

服部　賢,片尾昇平,上久保順子

利用形態 / Support Type

（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NR-301：X線構造解析装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

力学的刺激が生み出す物性変化は、センサ、メモリ、振動発電など多様な用途に応用でき、マテリアル革新力強化の重要課題の一つでSociety5.0を支えるナノテクノロジーとなり得る。本研究では、電子の強相関性から巨大な機械-電気応答性を潜在的に持つ金属酸化物のVO₂薄膜を対象とし、薄膜試料へのひずみ勾配印加オペランド構造評価実験を通じて、応力⇔変形構造⇔変調物性の相互関係の解明を試みた。

実験 / Experimental

独自に開発した4点曲げでひずみ勾配が試料に印可可能なひずみ印可治具を、X線構造解析装置(NR-301)に搭載し、ひずみを0.00%~0.04%印加した際の構造変化をオペランド測定した。試料は、リファレンス用としてSi(001)と、50 nm-VO₂/Al₂O₃(001)を用い、θ-2θ測定と逆格子マッピング測定を、室温にて行った。

結果と考察 / Results and Discussion

ひずみ印加中のオペランドXRD測定により、ひずみ勾配前後での回折ピークのシフト：Si(004)、VO₂(002)、Al₂O₃(006)が観察された。これはひずみ勾配下で結晶構造の変形が起こっていることを明示している。今回の凸勾配のひずみ印加では、予想していた面垂直方向の格子定数の変化だけでなく、面内方向の非等方的な結晶構造の変位が観察された。これはひずみ勾配で生まれるフレクソエレクトリック効果の実態、[力学的刺激]⇔[結晶構造の変位]⇔[物性変調]の相関を解明するのに有用な情報であり、材料の力学統制と機能の関係の本質的な理解へと繋げていく。これまでの明瞭に観察することに成功した

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

実験の遂行をしてくださったNAIST-ARIMの片尾昇平氏および、関係者の方々に厚く御礼申し上げます。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件