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物性:ひずみを与えたSrTiO3における室温での強誘電性

Nature 430, 7001 doi: 10.1038/nature02773

室温付近で強誘電性から常誘電性への転移を示す系はデバイスの作成に役立つ。強誘電性転移温度(Tc)の調節は従来化学置換によって行われてきた。その一例はBaxSr1−xTiO3という材料で、準静電場をかけることでGHz周波数での誘電率εrを調節できるマイクロ波デバイス用に広く研究されている。しかし、その種の膜での化学置換には不均一性が伴うため、この相転移温度幅は何百度にも広がり、調節可能性とマイクロ波デバイスの性能が損なわれる。強誘電性膜のTcを調節する別の方法はひずみである。今回我々は、新たに開発された基板からのエピタキシャルひずみを利用して、通常はどの温度でも強誘電性を示さないチタン酸ストロンチウムのTcを何百度も上昇させ、室温での強誘電性を生み出すことができた。ひずみによるこのTc上昇はこれまでに報告されたうちで最大である。局所的な分極状態の空間分解像から、化学置換で作られた膜を凌駕する均一性が明らかになった。この膜が室温で高いεr(10 GHzでほぼ7,000)をもち、それが電場に鋭敏に依存することから、デバイスへの応用が期待できる。

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