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層状構造強誘電体の欠陥構造と機能

机译：层状结构强电介质的缺陷结构与功能

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非鉛強誘電体として期待されているBi_4Ti_3O_(12)において，結晶育成時の酸素分圧を高くする高酸素庄化が，分極特性の向上（残留分極の向上，抗電界の低下）に有効であることを述べた．酸素分圧を高くすると，Bi空孔と酸素空孔の生成反応が抑制され，欠陥の少ない高品質Bi_4Ti_3O_(12)結晶が得られる。 圧電応答顕微鏡によるドメイン観察によって，90°ドメイン壁と酸素空孔が強く相互作用すること，および酸素空孔による90°ドメインのピニングが，分極特性の劣化を引き起こしていることが明らかになった．育成後の結晶を高圧酸素雰囲気でアニール（700℃）して酸素空孔を減らすと，酸化反応（1/2O_2＋V_o~(··)→O_o＊＋2h~·か）によって発生するホール（h~·）がキャリアとなって絶縁性が劣化する．Bi系強誘電体の高機能化には，Bi空孔と酸素空孔を同時に低減することが求められ，その解決策の1つがデバイス作製時の酸素分圧を高くする高酸素庄化である．本稿で紹介した欠陥制御は，ほかの酸化物強誘電体へも展開できる．揮発性元素（Pb，Li，Na，Kなど）を含むPbTiO_3系，LiNbO_3系や（K，Na）NbO_3系において，酸素分圧の制御により欠陥生成反応が抑制できれば，陽イオン空孔と酸素空孔の少ない高品質結晶が得られる．酸素空孔と強弾性ドメイン壁との相互作用による分極特性の劣化は，酸化物強誘電体における共通の問題である．欠陥制御による結晶の高品質化により，強誘電体デバイスの分極特性が飛躍的に向上する可能性がある．
机译：在Bi_4Ti_3O_（12）中，它是无铅的强电介质，在晶体生长过程中增加氧分压的高氧转化率可有效改善极化特性（改善残余极化，降低矫顽电场）。我提到有。当氧分压增加时，Bi空位和氧空位之间的形成反应被抑制，并且可以获得具有很少缺陷的高质量Bi_4Ti_3O_（12）晶体。用压电响应显微镜进行的畴观察表明，90°畴壁与氧空位强烈相互作用，并且由于氧空位引起的90°畴的钉扎导致极化特性的劣化。当将生长的晶体在高压氧气氛中进行退火（700°C）以减少氧空位时，由氧化反应产生的空穴（h〜·）（1 / 2O_2 ＋ V_o〜（··）→O_o ＊ ＋ 2h〜·？） ）成为载体，绝缘性能下降。为了改善Bi基强电介质的功能，必须同时降低Bi空位和氧空位，并且解决方案之一是高氧转化率以增加器件制造期间的氧分压。 ..本文介绍的缺陷控制可以应用于其他氧化物强电介质。在PbTiO_3系统，LiNbO_3系统和（K，Na）NbO_3系统中包含挥发性元素（Pb，Li，Na，K等）的情况下，如果可以通过控制氧分压，阳离子空位和氧空位来抑制缺陷形成反应可以获得几乎没有孔的高质量晶体。由于氧空位和强弹性畴壁之间的相互作用而引起的极化特性的恶化是氧化物强电介质中的常见问题。通过控制缺陷来改善晶体的质量，可以显着改善强电介质器件的偏振特性。

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