超音波原子間力顕微鏡による強誘電体材料の3次元的分域構造の観察－PMN-PT単結晶の脱分極組織とその表面電場による変化

摘要

リラクサ単結晶PMN-PTに表面電極対を作製し、表面下観察能力をもつUAFMにより3次元的な分域構造の観察を行った。 UAFMでは分域境界において接触弾性の低下を示す共振周波数の低下が観察された。 また、LPFMでは映像化できなかった表面下で観察面に対して傾斜した分域境界が観察された。 さらに表面電極対により電場を印加した結果、低い電場では可逆的な分域スイッチングが、高い電場では分域境界の移動を伴う不可逆的な分域スイッチングが観察された。 以上よりUAFMと表面電極対を組み合わせた手法は強誘電体分域の挙動を直接観察できる有効な方法である。この方法はリラクサ単結晶のみならず強誘電体薄膜の評価にも利用できると考えられる。