Letter 物性：ペロブスカイト極薄膜における強誘電性の臨界厚さ 2003年4月3日 Nature 422, 6931 doi: 10.1038/nature01501 半導体産業における小型化の要求と相まって、マイクロ電子デバイスへ強誘電性酸化膜を組み込む必要から、強誘電性の臨界厚さの存在可能性に関わる以前からある問題への興味がよみがえっている。最新の実験技術によって、厚さ40Å(10単位格子)までのペロブスカイト膜の強誘電性を検出することができた。最近の原子論的シミュレーションでは、極めて薄い厚さでも強誘電性の基底状態が維持される可能性が確認されており、臨界サイズが存在しないことが示唆されている。今回我々は、現実的な強誘電体―電極界面の第一原理計算の結果を報告する。最近の考察に反して、短絡回路内のSrRuO3金属電極2枚にはさまれたBaTiO3薄膜は、臨界厚さ約6単位格子(〜24Å)より薄くなると強誘電体としての性質を失うことを示す。強誘電体―金属電極界面の双極子に起因する脱分極静電場が、強誘電体の不安定性が消失する原因である。我々の結果は電子デバイスに利用可能な誘電体層の厚さに下限があることを示唆している。 Full Text PDF 目次へ戻る
