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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

 171
  • 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.
  • 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.
  • Seiji Nakashima, Tatsuya Ito, Takuo Ohkochi, Hironori Fujisawa
    Japanese Journal of Applied Physics 61 2022年11月1日  査読有り
    Recently, ferroelectric semiconductors has become a subject of interest with regard to potential applications in novel electronic and opto-electric devices. One of the most important aspects of employing these materials is band modulation based on spontaneous polarization to generate polarization charges acting as quasi-dopants at metal/ferroelectric and ferroelectric/ferroelectric interfaces. The present study fabricated graphene/Mn-doped BiFeO3 (BFMO)/SrRuO3/SrTiO3(001) capacitor structures with the BFMO having either upward or downward polarization. Band modulation at the graphene/BFMO interface as a result of polarization charges was evaluated using photoemission electron microscopy on the BL17SU beamline at the SPring-8 facility, Japan. The chemical shifts observed in Bi 4f and C 1s XPS spectra indicated that positive (negative) polarization charges acted as quasi-dopants for electron (hole) doping of the BFMO and graphene.
  • Hironori Fujisawa, Kazuma Ikeda, Seiji Nakashima
    Japanese Journal of Applied Physics 60(SF) 2021年11月  査読有り筆頭著者
    Ferroelectric gate-all-around (GAA) transistors with a nanowire (NW) channel standing vertically on the substrate would be a potential breakthrough to overcome limitations in the high-integration of ferroelectric memories. In the present study, we fabricated vertical ferroelectric GAA NW transistors (VFGAANWTs) with ZnO NWs (average diameters: 53-193 nm) as the channel, (Hf,Zr)O2 film (average thicknesses: 9.3-58 nm) as the gate ferroelectric, and Ti as the gate electrode. The channel length was 100-300 nm. The VFGAANWTs showed n-channel operation with on/off ratios of ∼10, and their on/off states were retained for at least 2 min by the ferroelectric polarization of (Hf,Zr)O2 after the gate bias was removed, demonstrating the nonvolatile electric field effect in the VFGAANWTs. The results confirm the strong potential of the VFGAANWTs in high-density ferroelectric memory applications.

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。

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