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書籍 | 応用分野

分極反転デバイスの基礎と応用
商品コード: 9784902312119

分極反転デバイスの基礎と応用

販売価格(税込) 7,992 円
ポイント: 79 Pt
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宮澤信太郎、栗村直 監修
A5判 約400頁
2005/6/1
光波長と電荷を操る材料テクノロジー
オプトロニクス社

概要

刊行趣旨

本書は分極構造を人為的に制御して新たな物性やデバイスを実現する分極反転エンジニアリングが中心的話題である。同時に分極あるいは分域構造というという共通の横串で光非線形性と圧電性を眺め、応用の異なる両分野において新しい材料やデバイスの開発を意図して基礎から応用までを概観できるよう書かれている。

読者対象

新しい材料開発やデバイス開発に携わっておられる研究者・技術者。分極反転デバイスについて学ぼうとしている学生・一般の方々。

目次

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※PDFファイル 約 1.1 MB


第1章 分極反転デバイスへの背景

■強誘電体の分域の概念
 ・強誘電体と分域構造
 ・分域構造と対称性
 ・分域形成の熱力学
 ・分域成長のカイネティクス
 ・分域壁の方向
 ・自発分極とテンソル成分との結合

■最初の分極反転デバイス;分域壁移動デバイス
 ・デバイス原理
 ・デバイス用材料
   モリブデン酸ガドリニウム
    (Gd2(MoO4)3;GMO あるいはMGO)
   ゲルマニューム酸鉛
    (Pb5Ge3O11;5P3G)
 ・デバイスのプロトタイプ
  ゲート動作デバイス
  アナログROMメモリー
  不揮発性シフトレジスターメモリー

■分極反転構造へのアプローチ
 ・張合わせによる実験
 ・不純物拡散による分極反転

第2章 分極反転で何が変わるか ―分極反転デバイスの原理

■分極反転構造による波長変換デバイス
 ・分極反転光デバイスとは?
 ・擬似位相整合波長変換デバイス(dの変調)
 ・複屈折整合と擬似位相整合
 ・QPMの新たな展開
   パルス圧縮
   位相変調機能の付加
   許容度の拡大
 ・電気光学位相変調器
   偏向器(rの変調)
 ・デバイスの集積化
 ・非線形フォトニック結晶への展開

■ドメイン構造制御による巨大圧電特性の発現
 ・エンジニアード・ドメイン構造の歴史
 ・エンジニアード・ドメイン構造と圧電特性との関係
 ・結晶構造、結晶方位と
  エンジニアード・ドメイン構造との関係
 ・高圧電特性を有する
  エンジニアード・ドメイン構造の設計指針
 ・最近のトピックス;ドメインサイズの影響
 ・まとめと将来への展望

第3章 分極反転構造の作製方法

■電界印加法
 ・電界印加法
 ・周期分極反転
 ・選択的核生成
 ・高アスペクト比への挑戦

■イオン交換による分極反転法
 ・イオン交換分極反転方法
 ・LiTaO3の分極反転特性
 ・光導波路デバイスへの応用

■電子ビームによるマイクロドメイン反転法
 ・分極反転の概要
   電子ビームによる分極反転の理論
   分極反転装置
   化学エッチングによる分極反転構造の観察
 ・電子ビーム照射による分極反転形状について
   微小四角形パターン照射による分極反転形状
   電子ビームの連続走査による分極反転形状
 ・電荷分布の観察
   電荷分布
   砂時計型電荷分布モデル
   電荷分布の形成過程
 ・電子ビーム照射による分極反転の機構
   微小四角形パターンと分極反転形状
   しきい値の検討
    広がりしきい値hth
    核形成しきい値hn
 ・電子ビームの連続走査による点列反転形状形成モデル
 ・コントロールリングによるクーロン相互作用

■結晶育成下での分極構造化
 ・Cz育成結晶と成長縞の導入機構
 ・in-grown分極反転の機構について

■応力によるツイン制御
 ・分極反転材料の探索指針
 ・水晶の物性
 ・応力印加による弾性エネルギーの取り扱い
 ・周期ツインの作製法

第4章 分極反転材料の最前線

■誘電体光学材料
 ・強誘電体
   ニオブ酸リチウム(LN)
   タンタル酸リチウム(LT)
   チタン酸リン酸カリウム(KTP)
   ニオブ酸カリウム(KN)
 ・常誘電体:水晶
   非線形光学材料としての水晶
   QPM水晶の波長変換
 ・定比組成LN/LT
   LN、LT単結晶の不定比組成制御育成
    キュリー温度と結晶組成
    分極反転特性の不定比組成依存性
■誘電体圧電材料
 ・鉛系ペロブスカイト型強誘電体のドメイン構造と圧電性
   正方晶相および菱面体晶相のドメイン構造
   圧電セラミックスの分極処理
   ドメイン壁の移動と電界誘起歪み
   ドメイン壁の移動と誘電性
   圧電性
 ・分極反転鉛系ペロブスカイト化合物圧電材料の
  医用への応用
   リラクサー系圧電単結晶材料
   リラクサー系圧電単結晶
   材料の育成方法と応用

■半導体材料
 ・半導体結晶の構造と反転
 ・閃亜鉛鉱構造半導体における空間反転
 ・ウルツ鉱構造半導体における空間反転

第5章 ドメイン観察手法の最前線

■走査型電子顕微鏡による観察法
 ・強誘電性ドメインの形成と形状
   ドメイン形成
   ドメイン形状
 ・ドメイン観察法
 ・走査電顕観察法
   2次電子像コントラストと反射電子像コントラスト
   強誘電体の電位コントラスト
 ・強誘電性ドメインの走査電顕観察
   硫酸グリシン
   2水素リン酸セシウム
   2水素リン酸カリウムなど
   チタン酸バリウムなど
 ・強誘電体の秩序形成

■第二高調波発生光顕微鏡
 ・SHG顕微鏡の原理
 ・強誘電分域構造のSHG顕微鏡観察
   BaTiO3の90°分域構造
   LiTaO3の周期分極反転構造
   MgO:LiNbO3の分極反転過程の観察
   分域構造の3次元観察

■非線形誘電率顕微鏡
 ・走査型非線形誘電率顕微鏡の原理と分解能
 ・周期分極反転LiNbO3単結晶(PPLN)の
  SNDMによる評価
   直接電界印加法により作製された
    PPLN表面単分域層の
   観測、PPLN計測におけるSNDM信号の
    波形と内部応力

第6章 分極反転デバイスの最前線

■光応用
 ・擬似位相整合波長変換デバイス全般
   選択的核成長
   大出力化への試み
   波長帯域の拡大
    デバイス構造による帯域幅拡大
    分極反転構造
    導波路構造の変調による帯域拡大
    群速度整合を用いた帯域拡大
   今後の展望
 ・光通信用波長変換デバイス
   擬似位相整合非線形光学
   波長変換デバイスの基本機能と特性
   差周波発生(DFG)型波長変換デバイス
    基本DFG波長変換デバイス
    カスケードSHG-DFG波長変換モード制御
     による高効率化
    偏波無依存化
    DWDM光ネットワークへの応用研究)
    超高速光制御デバイス
    SFG 光サンプリングデバイス
    SHG-DFG光スイッチングデバイス
    SFG干渉計型光スイッチングデバイス
 ・電気光学変調デバイス
   分極反転と電気光学変調
   擬似速度整合導波型光位相変調器
   低電圧駆動ゼロチャープ光強度変調器
   光SSB変調器
   まとめと今後の展望
 ・THz波発生デバイス
   周期分極反転LiNbO3(PPLN)結晶による
   面発光THz波発生
    動作原理
    実験結果)
   PPLN結晶によるコリニアTHz波発生

■圧電応用
 ・アクチュエータ
   圧電アクチュエータの構造と動作
 ・圧電トランス
   圧電トランスの開発歴
   圧電トランスの原理
   周期反転構造をもつ対称ローゼン3次型
    圧電トランスの構造
   圧電トランス並びに圧電インバータの特性
    試料
    トランス特性
    圧電インバータ特性

■メモリー応用
 ・不揮発性メモリー
   強誘電体薄膜を利用したメモリの特徴
   代表的なメモリの方式
    方式による分類
     -破壊読み出しと非破壊読み出し-
    構造による分類
   強誘電体メモリの技術的課題
    2T2C型および1T1C型メモリ(破壊読み出し)
     における課題
    1T型メモリにおける課題
   強誘電体薄膜材料
   おわりに;強誘電体メモリが進む方向
 ・非線形誘電率顕微鏡法によるナノドメインメモリー
   タンタル酸リチウムを用いた超高密度記録

■物質名索引

■項目索引

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