研究者業績

藤沢 浩訓

フジサワ ヒロノリ  (Hironori Fujisawa)

基本情報

所属
兵庫県立大学 大学院 工学研究科 電子情報工学専攻 教授
学位
博士(工学)(京都大学)

J-GLOBAL ID
200901024163919928
researchmap会員ID
1000214812

外部リンク

論文

 175
  • Seiji Nakashima, Koji Kimura, Naohisa Happo, Artoni Kevin R. Ang, Yuta Yamamoto, Halubai Sekhar, Ai I. Osaka, Koichi Hayashi, Hironori Fujisawa
    Scientific Reports 14(1) 2024年12月  
    A intermediate multidomain state and large crystallographic tilting of 1.78° for the (hh0)pc planes of a (001)pc-oriented single-domain Mn-doped BiFeO3 (BFMO) thin film were found when an electric field was applied along the [110]pc direction. The anomalous crystallographic tilting was caused by ferroelastic domain switching of the 109° domain switching. In addition, ferroelastic domain switching occurred via an intermediate multidomain state. To investigate these switching dynamics under an electric field, we used in situ fluorescent X-ray induced Kossel line pattern measurements with synchrotron radiation. In addition, in situ inverse X-ray fluorescence holography (XFH) experiments revealed that atomic displacement occurred under an applied electric field. We attributed the atomic displacement to crystallographic tilting induced by a converse piezoelectric effect. Our findings provide important insights for the design of piezoelectric and ferroelectric materials and devices.
  • Hideaki Tanimura, Yuma Ueno, Tomoya Mifune, Hironori Fujisawa, Seiji Nakashima, Ai I. Osaka, Shinichi Kato, Takumi Mikawa
    Japanese Journal of Applied Physics 2024年10月1日  
  • Hideaki Tanimura, Yuma Ueno, Tomoya Mifune, Hironori Fujisawa, Seiji Nakashima, Ai I. Osaka, Shinichi Kato, Takumi Mikawa
    Japanese Journal of Applied Physics 2024年9月2日  
  • Takeshi Asuka, Junpei Ouchi, Hironori Fujisawa, Seiji Nakashima
    Japanese Journal of Applied Physics 62(SM) 2023年11月1日  査読有り責任著者
    HfO2-based ferroelectric materials do not necessarily require high-temperature annealing for crystallization, making them attractive for applications in transparent electronic devices on plastic or glass substrate. In this study, (Hf, Zr)O2 (HZO) films prepared via non-heating sputtering are investigated and their application to ferroelectric-gate thin-film transistors (TFTs) is demonstrated. The internal tensile stress induced by (In, Sn)O x (ITO) top-electrode deposition is found to promote the crystallization of HZO from the amorphous state to the ferroelectric phase. ITO/HZO (15-25 nm)/ITO capacitors prepared via the non-heating process exhibit ferroelectric hysteresis loops with remanent polarizations of 6-9 μC cm-2 and coercive fields of 0.6-1.1 MV cm-1. Ferroelectric-gate TFTs with a 10 nm thick ITO channel are also fabricated via the non-heating process. These TFTs show nonvolatile operation with an on/off ratio of ∼10. These findings demonstrate the potential of HZO for transparent devices on substrates with low thermal resistance prepared via the non-heating process.
  • Kazuki Arima, Seiji Nakashima, Koji Kimura, Koichi Hayashi, Naohisa Happo, Hironori Fujisawa
    Japanese Journal of Applied Physics 62(SM) 2023年11月1日  査読有り
    Bismuth ferrite (BiFeO3: BFO) is a multiferroic material that exhibits ferroelectricity, antiferromagnetism, and ferroelasticity simultaneously at RT. BFO holds great promise as a ferroelectric semiconductor because of its ability to alter conductivity by reversing its spontaneous polarization. Moreover, BFO thin films doped with transition metals such as Mn or V can modulate their conductivity. Nevertheless, the mechanism of this conductivity change remains unclear because the effects of dopants on the local atomic structure of BFO are not fully understood. In this study, we investigated the local atomic structure around the Fe site in a V-doped BFO thin film by X-ray fluorescence holography. Reconstructed atomic structures from the Fe Kα hologram patterns revealed that the atomic structure stability of the V-doped BFO thin film differs from that of previously reported Mn-doped BFO thin films. The results provide important insights into the mechanism of controlling the conductivity of BFO thin films by dopants.

MISC

 16
  • 藤沢 浩訓, 中嶋 誠二, 清水 勝
    豊田研究報告 63(63) 135-139 2010年  
  • 藤沢 浩訓, 中嶋 誠二, 清水 勝, 丹生 博彦
    電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 98(591) 13-20 2009年2月16日  
    MOCVD-Pb(Zr,Ti)O_3(PZT)薄膜のグレインサイズを, Ir下部電極のグレインサイズおよびPZT薄膜の成長速度を変化させることで制御することができた。Ir/PZT/Irキャパシタにおいては, Ir下部電極のグレインサイズが50nmから200nmまで増加するのに伴い, PZT薄膜のグレインサイズも120nmから240nmまで増加した。グレインサイズの増加とともに比誘電率, 残留分極は増加し, 抗電界は減少した。このような電気的特性のグレインサイズ依存性はバルクセラミックスにおけるサイズ効果と同じであった。
  • 藤沢 浩訓, 清水 勝
    電気学会研究会資料. EFM, 電子材料研究会 2007(9) 1-6 2007年7月10日  
  • 清水 勝, 野々村 哉, 藤沢 浩訓, 丹生 博彦, 本田 耕一郎
    電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス 104(713) 23-27 2005年3月4日  
    MOCVD法によりPbTiO_3ナノ構造をPt/SiO_2/Si(100)及びPt/SrTiO_3(111)、(101)、(001)上に作製した。PbTiO_3はこれらの基板上では、Volmer-Weber成長モードにより成長し、成長初期には自己集合的にナノサイズの島構造が形成される。Pt/SiO_2/Si上では面内方向の揃っていないナノ構造が形成された。しかし、Pt/SrTiO_3上では、面内方向の揃ったナノ構造が形成され、基板の面方位により形状の異なったナノ構造が形成された。形成されたナノ構造はペロブスカイト構造を有しており、圧電応答顕微鏡法による測定からは、これらナノ構造が強誘電性を示すことがわかった。
  • 野々村 哉, 藤沢 浩訓, 清水 勝, 丹生 博彦, 本田 耕一郎
    電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス 103(729) 31-36 2004年3月10日  
    MOCVD法により、Pt/SrTiO_3およびMgO(111),(110),(100)基板上へPbTiO_3自己集合島を形成した。それぞれのPbTiO_3島の形状は、(1ll)基板上で三角錐、(110)基板上で三角柱、(100)基板上で四角い板状であった。また、これらのPbTiO_3島の面内方位が揃っていることがわかった。このことは、エピタキシャル関係を利用することでPbTiO_3自己集合島の形状や面内方位などの構造制御が可能であることを示している。また、圧電応答測定の結果、これらのナノサイズのPbTiO_3自己集合島が強誘電性を有することがわかった。
  • 岡庭 守, 藤沢 浩訓, 清水 勝, 丹生 博彦
    電子情報通信学会技術研究報告. OME, 有機エレクトロニクス 103(170) 1-6 2003年7月4日  
    MOCVD法によるPb(Zr,Ti)0_3(PZT)薄膜の低温成長と核付けによる特性の改善を試みた.Pb原料として(C_2H_5)_3PbOCH_2C(CH_3)_3(TEPOL)を用いることによって,成長温度380℃でも強誘電性を有するPZT薄膜が得られた.さらに,TEPOLの使用とPbTi0_3(PTO)核付けを合わせて行うことによって,340℃という低温でもペロブスカイトPZT薄膜が成長し,成長温度370℃でも2Pr=4.2μC/cm^2,2Ec=63kV/cmを有するPZT薄膜が得られた.PTOシードの結晶性がPZT薄膜の特性に及ぼす影響を調べた結果,PZT薄膜の結晶性はPTOシードの結晶性に強く影響されることが分かった.
  • 野々村 哉, 藤沢 浩訓, 清水 勝, 丹生 博彦, 本田 耕一郎
    電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス 102(732) 69-74 2003年3月11日  
    MOCVD法によってSrRuO_3(SRO)/SrTiO_3(STO)基板上に成長させたPb(Zr,Ti)O_3(PZT)極薄膜のエピタキシャル成長と電気的特性に基板表面の平坦性が及ぼす影響について調べた.表面処理によって原子レベルで平坦な表面を持つSTO基板上に堆積させたSRO表面は,平坦なテラスおよびステップを有していた.一方,未処理のSTO基板上に堆積させたSRO表面にはテラスおよびステップが観察されなかった.SRO/処理STO基板上に成長させた膜厚20nmのPZTは飽和したヒステリシスが得られたのに対し,SRO/未処理STO基板上に成長させたPZTではリーク電流の増加により飽和したD-Eヒステリシスが得られなかった.
  • 岡庭 守, 藤沢 浩訓, 清水 勝, 丹生 博彦
    電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス 101(718) 13-18 2002年3月7日  
    シード核を用いた二段階MOCVD法によってPt/SiO_2/Si上に基板温度395℃でペロブスカイトPb(Zr,Ti)O_3(PZT)薄膜が得られた。我々のMOCVDでは、PZT薄膜堆積前にPbTiO_3(PTO)もしくはPZTをシード核として堆積させた。シード核を10〜20秒堆積させたPZT薄膜は核付けを行わなかったものに比べて良好な結晶性及び強誘電特性を示した。核付けを行ったPZT薄膜の2Prの値は13〜17μC/cm^2であった。核を40秒以上堆積させた場合、2Prの値は17から12μC/cm^2に減少した。
  • Proc. of 13th IEEE Int. Symp. on Applications of Ferroelectrics 2002 87-90 2002年  
  • 藤沢 浩訓, 村田 周平, 松岡 裕益, 板東 達也, 清水 勝, 丹生 博彦
    電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス 100(652) 33-37 2001年3月5日  
    I層にスパッタ法で作製したMgO薄膜を用いたMIS (metal-insulator-semiconductor)及びMFIS(Metal-ferroelectrics-insulator-semiconductor)構造を作製し,その電気的特性を調べた。MIS構造ではヒステリシスの無いC-V特性が得られ,DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy)法により測定した界面準位密度は約10^<12>eV^<-1>であった。MgOをバッファI層とすることでMOCVD (Metalorganic chemical vapor deposition)法により,結晶性の良好なPb(Zr,Ti)O_3(PZT)薄膜をSi基板上に作製することができた。MFIS構造ではPZT薄膜の強誘電性に起因するヒステリシスが確認され,メモリーウィンドウは0.2-0.7Vであった。
  • 藤沢 浩訓, 清水 勝, 丹生 博彦
    電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 99(670) 7-11 2000年3月8日  
    絶縁体膜としてMgO, Al_2O_3およびTiO_2薄膜を用いたMFIS(metal-ferroelectrics-insulator-semiconductor)構造を作製した。これらのバッファ層を用いることで, Si(100)基板上に多結晶ペロブスカイトPb(Zr, Ti)O_3(PZT)薄膜が成長した。MISダイオードでは電界効果が確認されたが, MFISダイオードでは強誘電性に起因するヒステリシスは確認できなかった。DLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)法により測定したAu / PZT / Si及びAu / PZT / Al_2O_3 / Siダイオードの界面準位密度はそれぞれ2×10^<12>, 2×10^<11>-1×10^<12>cm^<-2>eV^<-1>であった。
  • Proc. of 12th IEEE Int. Symp. on Applications of Ferroelectrics 619-622 2000年  
  • Proc. of 12th IEEE Int. Symp. on Applications of Ferroelectrics 961-964 2000年  
  • 藤沢 浩訓, 中嶋 誠二, 清水 勝, 丹生 博彦
    電子情報通信学会技術研究報告書 (信学技術) 98 13 1998年  
  • Proceedings of the 3rd International Symposium on Sputtering & Plasma Processes 93 1995年  
  • Proceedings of 2nd International Conference on Thin Film Physics and Applications 478 1994年  

書籍等出版物

 2

講演・口頭発表等

 110

共同研究・競争的資金等の研究課題

 28