強誘電体薄膜のエレクトロンエミッションに関する研究

铁电薄膜电子发射研究

基本信息

批准号：
14655238
负责人：
鈴木久男
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

強誘電体からの電子放射(エレクトロンエミッション)は、基本的には強誘電体の本質である電界の印可による分極反転を利用した現象であると認識されるが、電子の供給源など不明な点も少なくない。しかも、実質的に蛍光体を光らせることができる強誘電体薄膜の報告はなされていない。これは、高性能強誘電体薄膜の低温形成とマイクロパターニングが困難であること及び電子放射の本質的な原理が完全には解明されていないことに帰因する。本研究では強誘電体薄膜からの電子放射を実現するために、強誘電体薄膜の特性改善と電子放射特性との関係を明らかにすることを目的とした。前者については、PZT系について研究を行った。その結果、独自のゾルゲル法による強誘電体薄膜の低温形成技術を開発し、成膜したPZT系薄膜について電子放射特性の基礎となる分域構造を分析し、優れた電子放射特性を実現する薄膜の形成方法の基盤研究を行った。後者については、湿式法をベースとした安価なマイクロパターン形成法による強誘電体薄膜形成技術を開発した。湿式法による強誘電体薄膜マイクロパターン形成法は、実際に中小のメーカーで製造する上で非常に大きな利点となる。すなわち、本研究は工学的であるとともに非常に先駆的であり、国内での草分け的存在となる独創的なマイクロパターン形成法を開発できた。一方、強誘電体薄膜の電子放射の原理に関する研究は、現在までのところ解明できていない。この様な研究は海外を含めて報告されておらず萌芽研究で申請した所以であるが、残念ながら本研究でも本質は解明できなかった。さらなる研究が期待される。

通常将铁电的电子发射视为一种现象，它利用了由电场的应用引起的极化反演，这是铁电的本质，但是有许多未知数，例如电子的来源。此外，还没有对铁电薄膜的报道，这些薄膜可以实质上点亮磷光。这是由于低温形成的难度和高性能铁电薄膜的微图案，并且尚未完全了解电子发射的基本原理。这项研究旨在阐明铁电薄膜的性质与电子发射特性之间的关系，以实现铁电薄膜的电子发射。关于前者，我们对PZT系统进行了研究。结果，我们开发了一种使用独特的溶胶 - 凝胶方法形成铁电薄膜的技术，并分析了构成形成的PZT薄膜电子发射特性的基础的域结构，并对形成薄膜的方法进行了基础研究，以实现获得出色的电子发射特性。对于后者，我们开发了一种基于湿法的廉价微型图案方法来形成铁电薄膜的技术。铁电薄膜微图案的湿法是中小型制造商实际生产的巨大优势。换句话说，这项研究既是工程学又是极其开创性的，并且能够开发一种原始的微图案形成方法，该方法将成为日本的先驱。另一方面，迄今为止尚未阐明对铁电薄膜中电子发射原理的研究。这种研究尚未在海外国家进行报道，这就是为什么它被应用于胚胎研究的原因，但不幸的是，这项研究也未能阐明研究的本质。预计会进一步研究。