固相法による単結晶薄膜形成に及ぼす化学組成の影響

抄録

SrTiO₃単結晶基板上にBi_0.5Na_0.5TiO₃粉体粒子の薄層をスピンコートにより形成し、1200℃程度の温度で加熱すると、SrTiO₃基板とエピタキシャルの関係を有するBi_0.5Na_0.5TiO₃単結晶薄膜ができる。また、粉体の薄層ではなく単一粒子を用いることにより、エピタキシャルの関係を有する単結晶ドットを作ることができる。これらはSrTiO₃単結晶基板上でのBi_0.5Na_0.5TiO₃粒子の固相濡れにより生じる。この手法をK_0.5Na_0.5NbO₃に応用したところ、単結晶膜は形成されなかった。そこで、単結晶薄膜形成に及ぼす化学組成の影響を明らかにするためにSrTiO₃基板上におけるCaTiO₃、BaTiO₃およびBi_0.5Na_0.5TiO₃‐BaTiO₃粒子の挙動を調べた。多くの場合では単結晶薄膜が形成されたが、Bi_0.5Na_0.5TiO₃‐BaTiO₃固溶体系ではBaTiO₃濃度の増加により固相濡れが生じにくくなった。これらのデータを基にして、単結晶薄膜形成に影響を及ぼす因子を考察した