京都大学化学研究所の菅大介 准教授、Yufan Shen 博士課程学生、治田充貴 准教授、島川祐一 教授の研究グループは、ファインセラミックスセンターの大江耕介 客員研究員、小林俊介 主任研究員、黑料网大学院工学研究科のXueyou Yuan特任助教、山田智明 教授と共同で、二酸化ハフニウムジルコニウム(Hf0.5Zr0.5O2, HZO)から、わずか結晶格子２個分に相当する厚さ1ナノメートルの二次元强诱电体を作製することに成功しました。
炭素原子１层からなるグラフェンの発见以来、原子层厚さを持つ二次元物质が新しいナノ材料として注目を集めており、その材料开発や电子机能探求が盛んにおこなわれています。しかしながら、现在広く机能材料として使われている酸化物など、共有结合やイオン结合によって构成原子が叁次元的に&濒诲辩耻辞;强く&谤诲辩耻辞;结合した物质（叁次元物质）からは、二次元物质を作製することは难しいと考えられてきました。
研究グループでは、エピタキシャル薄膜成长技术によって、犠牲层となる酸化物层と、1ナノメートルの厚さの二酸化ハフニウムジルコニウムを积层させた试料を作製しました。その后、犠牲层を选択的に除去（エッチング）することで、厚さを维持したまま二酸化ハフニウムジルコニウムのメンブレン结晶が得られることを见出しました。また作製したメンブレン结晶は、その特性评価から、室温において面直方向に13&尘耻;颁/肠尘2の自発分極を持つことがわかりました。これらの結果は、三次元物質である二酸化ハフニウムジルコニウムから二次元强诱电体が作製できることを実証するものです。開発した二次元强诱电体は、磁性体や超伝導体など様々な機能性物質上へ転写可能です。本研究成果は、强诱电体と機能性材料とを融合させた強誘電デバイスの開発の新しいルートを拓くものです。
本成果は、国際学術誌Nature Communicationsに6月25日午前10:00時（ロンドン時間）にオンライン掲載されます。
◆详细（プレスリリース本文）はこちら
タイトル：Ferroelectric freestanding hafnia membranes with metastable rhombohedral structure down to 1-nm-thick（1nm厚さでも準安定な菱面体晶構造を持つ強誘電ハフニアメンブレン結晶）
著 者：Yufan Shen, Kousuke Ooe, Xueyou Yuan, Tomoaki Yamada, Shunsuke Kobayashi, Mitsutaka Haruta, Daisuke Kan, Yuichi Shimakawa
掲 載 誌：Nature Communications DOI：
