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2次元ナノレイヤー積層による新規誘電特性の発現-サイズ効果フリー高誘電体の創製-

研究報告コード R070000061
整理番号 R070000061
掲載日 2008年4月11日
研究者
  • 船窪 浩
研究者所属機関
  • 東京工業大学大学院総合理工学研究科
研究機関
  • 東京工業大学大学院総合理工学研究科
報告名称 2次元ナノレイヤー積層による新規誘電特性の発現-サイズ効果フリー高誘電体の創製-
報告概要 誘電体は、DRAMやMOS-FETのゲート酸化物等で重要な役割をはたすコンデンサを構成する物質である。デバイスの高集積化や高性能化のためには、200以上の高い比誘電率をもつ誘電体を、ナノメータオーダに薄膜化することでコンデンサを高容量化する必要がある。しかし高い比誘電率をもつ物質は、膜厚の減少とともに比誘電率が低下する“サイズ効果”という大きな問題点があり、100nm以下の膜厚で、特性が維持される薄膜を作ることは難しいとされている。したがってコンデンサの高容量化は、主に面積を広げることで行われ、デバイスの小型化を阻む大きな要因と指摘されている。我々は、ナノメータオーダの厚さの酸化ビスマス層とペロブスカイト層という異なる2次元レイヤーを積層させた“自然超格子構造”を有するc軸配向したビスマス層状誘電体の薄膜が、比誘電率が200以上あり、しかも比誘電率が低下しない“サイズ効果フリー誘電体”である可能性を発見した。本研究では、誘電特性に及ぼす膜厚の効果をより詳細に調べ、その起源を明らかにすることを試みたるさらに、その特異な結晶構造を用いた新規ナノ構造の作製も試みた。
画像

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研究分野
  • 誘電体一般
関連発表論文 (1) Kenji Takahashi, Muneyasu Suzuki, Takashi Kojima, Takayuki Watanabe, Yukio Sakashita, Kazumi Kato, Osami Sakata,Kazushi Sumitani and Hiroshi Funakubo, “Thickness dependence of dielectric properties in bismuth layer-structured dielectrics”, Appl. Phys. Lett., 89(2006) 082901-1-3.
(2) Kenji Takahashi, Muneyasu Suzuki, Mamoru Yoshimoto, and Hiroshi Funakubo, “Growth Behavior of c-Axis-Oriented Epitaxial SrBi2Ta2O9 Films on SrTiO3 Substrates with Atomic Scale Step Structure”, Jpn. J. Appl. Phys., 45(5) (2006), L138-141.
(3) Takayuki Watanabe and Hiroshi Funakubo, “Controlled crystal growth of layered-perovskite thin films as an approachto study their basic properties”, J. Appl. Phys., 100(2006)051602-1-11
(4) Hiroshi Funakubo, Chapter 3 of “Nanomaterials”edited by H. Hosono et. al. ed., (Elsevier, 2006)
(5) Hiroshi Funakubo, Takashi Kojima, Takayuki Watanabe, Muneyasu Suzuki, and Kenji Takahashi, “Origin of Size Effect Characteristics of Bismuth Layer Structured Dielectrics Thin Films”, 107th Annual Meeting , Exposition, & Technology Fair, Baltimore Marriott Waterfront, Baltimore, Maryland, U.S.A., April 10-13, (2005).
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 さきがけタイプ(旧若手個人研究推進事業を含む)/ナノと物性,光と制御
研究報告資料
  • 船窪 浩. 2次元ナノレイヤー積層による新規誘電特性の発現-サイズ効果フリー高誘電体の創製-. 個人型研究(さきがけタイプ)ナノテクノロジー分野2領域合同研究報告会 講演要旨集 「ナノと物性」「光と制御」領域(研究期間2003-2006), 2006. p.30 - 31.

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