平成17年度第1回薄膜研究会

日　時：2005年10月15日（土）13：30-18：00
場　所：東京工業大学南７号館２階201/202講義室

開会挨拶：平成17年度応セラ研共研薄膜研究会開催にあたって
　　　　　　　　　　　　　　　東京工業大学材料工学専攻　篠崎和夫

応セラ研共研薄膜研究会は，東京工業大学応用セラミックス研究所の吉本護先生に対応教員をお願いして，同研究所共同利用研究プロジェクトとして，「高機能性セラミック薄膜の創製と物性に関する研究」をテーマとして行っている共同研究です．この会のメンバーの皆さんは，通常のこの手の研究会と異なり，メンバーの扱っている物質や物性はまちまちです．共通点は，皆さん，“薄膜が大好き”なことです．薄膜をキーワードに皆さんにお集まりいただき、形式張らずに、とことん，本音で議論していただき，お帰りになるときには，何らかの興味深い現象や，新しい見方などを心にもっていただければと思っています．
会の趣旨から，我々が日頃、薄膜に対して感じていることなどを，オフレコで遠慮なくぶつけ合って頂ければと思っています。そこで，演者の先生方には失礼ですが，御講演中でも，どんどん質問等をして頂くことをお許しいただいております．
年に３回だけの研究会ですが，ほとんどのメンバーの方にはお話しをして頂きますので，この会をきっかけに、メンバー間でのlocalな共同研究が始まったり、このメンバーを中心としたゆるやかな連携をもったプロジェクトに結びついたら、素晴らしいと思っています。
ぜひ活発なご議論をお願い致します．

講　演：

脇谷尚樹先生　東京工業大学大学院理工学研究科材料工学専攻　　
演題：「Detection of oxygen-diffusion at room temperature in Al/YSZ thin film interface using Al electrode.」
内容：We proposed a concept of “electrical-field induced oxygen diffusion” at room temperature by investigating the interface reaction of aluminum/yttria-stabilized zirconia (YSZ) and measuring the film leakage properties. With positive electric field applied (1 MV/cm) to a 25 nm-thick and 200 mmf Al top electrode on YSZ/Si thin film, the color of Al top electrode changed from silver to black. The black color change was brought about by the oxidation of Al, which was confirmed by both secondary ion mass spectrometry (SIMS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Diffusion of oxygen ions from the YSZ into the Al electrode caused the oxidation. These phenomena were not observed when a negative field was applied. These phenomena were also not observed for Al/SiO₂/Si thin film even if a positive field (50 MV/cm) was applied. This method where an Al electrode is employed to detect redox reaction between Al electrode and material is applicable to evaluate oxygen diffusion even at low temperature. This approach may be useful for several types of device
applications.The mobility and activation energy of oxygen vacancy diffusion of YSZ thin film below 150oC was measured by the change of current density with time (J-t) measurements on the basis of space-charge-limited current (SCLC) theory. Negative dc electrical field up to 2.64 MV/cm was applied to the top Al electrode for Al/YSZ/Si/Al structure thin film in air at 25-150^oC. Obtained activation energy below 150^oC was 0.4 eV. This value is similar to the activation energy reported below 250^oC for YSZ thin film determined by conventional electrical conductivity measurements. Suppression of oxygen vacancy diffusion can be realized by Nb-doping that was confirmed both by J-t and capacitance to voltage (C-V) measurements.
Prof. Marija Kosec　Josef Stefan University, Slovene　　
演題：「Recent Advancements in Ferroelectric Thin Films Made by Solution Methods.」
西山　伸先生　千葉大学工学部共生応用化学科　　
演題：「AgSbO₃の合成と熱電特性および薄膜化」
内容：AgSbO₃はCuOを添加するとAg粒子がAgSbO₃が半導体中にナノ分散し、高い性能を持つn型の酸化物熱電変換材料が得られる。その際、この材料の合成方法が性能に大きな影響を与えると考えられる.そこで今回は、錯体法や噴霧法などの種々の方法で作製したAgSbO₃の電気的性質について述べるとともに、ゾルゲル法により作製したAgSbO₃薄膜の電気特性についても紹介する。
木口賢紀先生　東京工業大学総合分析支援センター　　
演題：「高温で安定な非晶質ZrO₂を創る」
内容：近年高誘電率(High-k)ゲート絶縁膜として非晶質のZrO₂やHfO₂が注目されています．これらのイオン結晶は非晶質になりにくく加熱すると容易に結晶化してしまうため，共有結合性の大きいSiO₂等を添加して高温での安定性を確保しているのが実情です．しかし，これではZrO₂の持つ高誘電率が犠牲になるだけでなく，そもそもSiO₂に代わる高誘電率材料を探索するという初期の目的に反します．長い目で見た場合，SiO₂に頼らず高誘電率と非晶質安定性を両立したHigh-k材料探索が必要であると演者は考えています．本講演では，La-Ta-Zr-O系について非晶質相高温安定性を検討した結果と問題点についてお話しする予定です．

進　行：桜井　修