Organization
School of Materials and Chemical Technology Assistant Professor
Title
Assistant Professor
External link
OKAMOTO KAZUKI
Research Interests
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誘電体
Papers
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Thickness Scaling of Integrated Pt/(Al0.9Sc0.1)N/Pt Capacitor Stacks to 30 nm
Soshun Doko, Naoko Matsui, Toshikazu Irisawa, Koji Tsunekawa, Nana Sun, Yoshiko Nakamura, Kazuki Okamoto, Hiroshi Funakubo
Advanced Electronic Materials 2025.11
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Kinetic Understanding of Field-Induced Phase Transition from Tetragonal to Ferroelectric Orthorhombic Phase in Ferroelectric CeO2–HfO2–ZrO2 Films International journal
Kohei Shimonosono, Yoshiki Maekawa, Nachi Chaya, Kazuki Okamoto, Wakiko Yamaoka, Yasushi Kawashima, Yukari Inoue, Pochun Hsieh, Akash Saha, Albert Suceava, Sankalpa Hazra, Hiroko Yokota, Venkatraman Gopalan, Hiroshi Funakubo
ACS Applied Electronic Materials 7 ( 14 ) 6273 - 6280 2025.7
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Miki Nakahata, Kazuki Okamoto, Keisuke Ishihama, Tomoaki Yamada, Hiroshi Funakubo
ACS Applied Electronic Materials 7 ( 12 ) 2025.6
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Sotaro Kageyama, Kazuki Okamoto, Shinnosuke Yasuoka, Keisuke Ide, Kota Hanzawa, Yoshiomi Hiranaga, Pochun Hsieh, Sankalpa Hazra, Albert Suceava, Akash Saha, Hiroko Yokota, Kei Shigematsu, Masaki Azuma, Venkatraman Gopalan, Hiroshi Uchida, Hidenori Hiramatsu, Hiroshi Funakubo
Advanced Electronic Materials 11 ( 9 ) 2025.6
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Effect of H2 heat treatment on the switching behavior of ferroelectric AlScN capacitors
Nana Sun, Kazuki Okamoto, Shinnosuke Yasuoka, Soshun Doko, Naoko Matsui, Toshikazu Irisawa, Koji Tsunekawa, Haidong Lu, Alexei Gruverman, Hiroshi Funakubo
APL Materials 13 ( 5 ) 2025.5
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Reika Ota, Nana Sun, Kazuki Okamoto, Shinnosuke Yasuoka, Yoshihiro Ueoka, Daiki Shono, Masami Mesuda, Hiroshi Funakubo
APL Materials 13 ( 4 ) 2025.4
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Hiroshi Funakubo, Kazuki Okamoto, Takanori Mimura
Japanese Journal of Applied Physics 64 ( 3 ) 2025.3
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Dynamic domain motion enhancing electro-optic performance in ferroelectric films
Shinya Kondo, Kazuki Okamoto, Osami Sakata, Takashi Teranishi, Akira Kishimoto, Takanori Nagasaki, Tomoaki Yamada
Applied Physics Letters 126 ( 1 ) 2025.1
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Cheng, Y.-Y.-S., Hu, Y., Murashita, T., Song, Y., Wang, H., Okamoto, K., Liu, L., Liu, Y.-X., Zhang, X., Huang, H., Li, J.-F., Funakubo, H.
Advanced Functional Materials 35 ( 1 ) 2025
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Hu, Y., Okamoto, K., Funakubo, H.
Acta Materialia 296 2025
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Yasuoka, S., Shimizu, T., Okamoto, K., Sun, N., Doko, S., Matsui, N., Irisawa, T., Tsunekawa, K., Gruverman, A., Funakubo, H.
Advanced Materials Interfaces 12 ( 5 ) 2025
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Ferroelectric behavior of divalent cation-doped LiGaO2 with a distorted wurtzite-type structure
Yasuhara, S., Tomizawa, Y., Okamoto, K., Tozuka, M., Nakagawa, A., Yasui, S., Funakubo, H., Hoshina, T.
Japanese Journal of Applied Physics Part 1 Regular Papers and Short Notes and Review Papers 64 ( 8 ) 2025
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Excellent piezoelectric and ferroelectric properties of ScxGa1−xN alloy with high Sc concentration
Masato Uehara, Kenji Hirata, Yoshiko Nakamura, Sri Ayu Anggraini, Kazuki Okamoto, Hiroshi Yamada, Hiroshi Funakubo, Morito Akiyama
APL Materials 2024.12
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High stability of the ferroelectricity against hydrogen gas in (Al,Sc)N thin films
Nana Sun, Kazuki Okamoto, Shinnosuke Yasuoka, Soshun Doko, Naoko Matsui, Toshikazu Irisawa, Koji Tsunekawa, Takayoshi Katase, Tomoyuki Koganezawa, Tomotaka Nakatani, Rosantha Kumara, Osami Sakata, Hiroshi Funakubo
Applied Physics Letters 125 ( 3 ) 2024.7
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Evaluation of ferroelectricity in a distorted wurtzite-type structure of Sc-doped LiGaO2. International journal
Sou Yasuhara, Ayato Nakagawa, Kazuki Okamoto, Takahisa Shiraishi, Hiroshi Funakubo, Shintaro Yasui, Mitsuru Itoh, Takaaki Tsurumi, Takuya Hoshina
RSC advances 14 ( 20 ) 13900 - 13904 2024.4
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Chaya, N., Okamoto, K., Hirai, K., Yasuoka, S., Inoue, Y., Yamaoka, W., Funakubo, H.
Japanese Journal of Applied Physics 63 ( 4 ) 2024.4
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Ta5+-substitution effects on crystal structure and ferroelectric property in HfO2-based films
Maekawa, Y., Mimura, T., Inaguma, Y., Uchida, H., Hu, Y., Okamoto, K., Funakubo, H.
Japanese Journal of Applied Physics Part 1 Regular Papers and Short Notes and Review Papers 63 ( 9 ) 2024
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Ishihama, K., Shimizu, T., Okamoto, K., Tateyama, A., Yamaoka, W., Tsurumaru, R., Yoshimura, S., Sato, Y., Funakubo, H.
ACS Applied Materials and Interfaces 16 ( 1 ) 2024
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Murashita, T., Hu, Y., Takahashi, Y., Ota, R., Okamoto, K., Funakubo, H.
Journal of the Ceramic Society of Japan 132 ( 7 ) 2024
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Hu, Y., Kubota, R., Okamoto, K., Shiraishi, T., Funakubo, H.
Crystal Growth and Design 24 ( 3 ) 2024
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Strain Control of (001)-Polar-Axis-Oriented Epitaxial Y-Doped HfO2 Thin Films
Maekawa, Y., Hirai, K., Okamoto, K., Shimizu, T., Funakubo, H.
ACS Applied Electronic Materials 2024
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Yuan, X., Okamoto, K., Kawano, M., Yoshino, M., Nagasaki, T., Imai, Y., Sakata, O., Yamada, T.
Advanced Electronic Materials 10 ( 1 ) 2024
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Hu, Y., Kubota, R., Okamoto, K., Shiraishi, T., Funakubo, H.
Journal of the Ceramic Society of Japan 132 ( 7 ) 2024
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Mimura, T., Takahashi, Y., Shiraishi, T., Kodera, M., Shimura, R., Ishihama, K., Okamoto, K., Moriwake, H., Taguchi, A., Shimizu, T., Fujii, Y., Koreeda, A., Funakubo, H.
ACS Applied Electronic Materials 6 ( 4 ) 2024
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Unconventional polarization fatigue in van der Waals layered ferroelectric ionic conductor CuInP2S6. International journal
Ziwen Zhou, Shun Wang, Zhou Zhou, Yiqi Hu, Qiankun Li, Jinshuo Xue, Zhijian Feng, Qingyu Yan, Zhongshen Luo, Yuyan Weng, Rujun Tang, Xiaodong Su, Fengang Zheng, Kazuki Okamoto, Hiroshi Funakubo, Lixing Kang, Liang Fang, Lu You
Nature communications 14 ( 1 ) 8254 - 8254 2023.12
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Scalable ferroelectricity of 20 nm-thick (Al0.8Sc0.2)N thin films sandwiched between TiN electrodes
Ota, R., Yasuoka, S., Mizutani, R., Shiraishi, T., Okamoto, K., Kakushima, K., Koganezawa, T., Sakata, O., Funakubo, H.
Journal of Applied Physics 134 ( 21 ) 2023.12
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Invariant polarization switching kinetics in an (Al0.8Sc0.2)N film with frequency and temperature
Yasuoka, S., Mizutani, R., Ota, R., Shiraishi, T., Shimizu, T., Okamoto, K., Uehara, M., Yamada, H., Akiyama, M., Funakubo, H.
Applied Physics Letters 123 ( 20 ) 2023.11
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Taichi Murashita, Yuxian Hu, Yuma Takahashi, Reika Ota, Kazuki Okamoto, Hiroshi Funakubo
Japanese Journal of Applied Physics 62 ( SM ) 2023.11
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Nakahata, M., Okamoto, K., Ishihama, K., Yamada, T., Funakubo, H.
Japanese Journal of Applied Physics 62 ( SM ) 2023.11
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Deformation of substrate by epitaxial piezoelectric film and implications for interferometry
Yudin, P., Okamoto, K., Yamada, T., Tyunina, M.
International Journal of Solids and Structures 262-263 2023
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Song, J., Iguchi, Y., Okamoto, K., Sakata, O., Yoshino, M., Nagasaki, T., Yamada, T.
Applied Physics Letters 121 ( 17 ) 2022
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Enhanced figure of merit in Pb(Zr,Ti)O3 nanorods for piezoelectric energy harvesting
Jundong Song, Tomoaki Yamada, Kazuki Okamoto, Masahito Yoshino, Takanori Nagasaki
AIP Advances 10 ( 10 ) 2020.10
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Enhanced intrinsic piezoelectric response in (001)-epitaxial single c-domain Pb(Zr,Ti)O3 nanorods
Kazuki Okamoto, Tomoaki Yamada, Kentaro Nakamura, Hidenori Takana, Osami Sakata, Mick Phillips, Takanori Kiguchi, Masahito Yoshino, Hiroshi Funakubo, Takanori Nagasaki
Applied Physics Letters 117 ( 4 ) 2020.7
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Kazuki OKAMOTO, Tomoaki YAMADA, Jun YASUMOTO, Kentaro NAKAMURA, Masahito YOSHINO, Takanori NAGASAKI
Journal of the Ceramic Society of Japan 126 ( 5 ) 276 - 280 2018.5
MISC
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Growth of Y-doped HfO2 ferroelectric thin films on Si substrates by RF magnetron sputtering
小野友慈, 近藤真矢, 寺西貴志, 寺西貴志, 岡本一輝, 舟窪浩, 山田智明, 山田智明, 岸本昭
日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(Web) 37th 2024
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Curie Temperature and Strain Relaxation in Hydrothermally-deposited Epitaxial Ferroelectric PbTiO3 Thin Films
HU Yuxian, 岡本一輝, 舟窪浩
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 71st 2024
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Fabrication of perovskite structure Sr(Zr,Ti)O3 buffer layers for ferroelectric domain control.
石濱圭佑, 岡本一輝, 森川友秀, 舟窪浩, 小寺正徳, 小寺正徳, 清水荘雄, 小金澤智之, 仲谷友孝, 坂田修身
日本セラミックス協会年会講演予稿集(Web) 2024 2024
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In-situ observation of crystal structure for (100)/(001)-oriented tetragonal Pb(Zr,Ti)O3 films
中畑美紀, 岡本一輝, 石濱圭佑, 清水荘雄, 小金澤智之, 仲谷友孝, 坂田修身, 山田智明, 山田智明, 舟窪浩
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 71st 2024
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Preparation of BaTiO3-based epitaxial film with in-plane polarization
清水荘雄, 岡本一輝, 舟窪浩, 小金澤智之, 仲谷友孝, 坂田修身
日本セラミックス協会年会講演予稿集(Web) 2024 2024
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Piezoelectricity and Ferroelectricity of High Sc Concentration ScGaN Film prepared by sputtering method
上原雅人, 平田研二, 中村美子, 安岡慎之介, ANGGRAINI Sri Ayu, 岡本一輝, 山田浩志, 舟窪浩, 秋山守人
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 71st 2024
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Growth of MgSiN2 Films and Characterization of Their Properties
影山壮太郎, 岡本一輝, 安岡慎之介, 上岡義弘, 召田雅実, 舟窪浩
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 71st 2024
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Crystal structure and ferroelectric properties of CeO2-HfO2-ZrO2 thin films
下野園航平, 前川芳輝, 茶谷那知, 岡本一輝, 山岡和希子, 川島康, 井上ゆか梨, 舟窪浩
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 71st 2024
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Influence of thickness for Pt bottom electrode on film properties of AlScN
道古宗俊, 松井尚子, 入澤寿和, 恒川孝二, 中村美子, 岡本一輝, 舟窪浩
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 71st 2024
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イオン交換法を用いた廃液中の高濃度水酸化テトラメチルアンモニウムの分離回収
岡本一輝, 西浜章平, 吉塚和治
化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 55th 2024
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Increase of Sc solubility in AlN films by Ga substitution and their impact on ferroelectric and piezoelectric properties
大田怜佳, 安岡慎之介, 中村美子, 岡本一輝, 原浩之, 正能大起, 上岡義弘, 召田雅実, 舟窪浩
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 71st 2024
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Evaluation of thickness dependence on ferroelectricity in (Al,Sc)N-based FeRAM
道古宗俊, 松井尚子, 入澤寿和, 恒川孝二, SUN Nana, 中村美子, 岡本一輝, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 85th 2024
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Crystal Structure and Ferroelectric Properties of Self-polarized (001)-oriented Epitaxial (Bi,K)TiO3-PbTiO3 films grown by Hydrothermal Method
HU Yuxian, 村下太一, 岡本一輝, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 85th 2024
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Frequency dependence of piezoelectric response for (100)/(001)-oriented tetragonal Pb(Zr,Ti)O3 films
中畑美紀, 岡本一輝, 石濱圭佑, 清水荘雄, 小金澤智之, KUMARA Rosantha, 仲谷友孝, 池田理, 坂田修身, 山田智明, 山田智明, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 85th 2024
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Lattice spacing and ferroelectric properties of CeO2-HfO2-ZrO2 thin films
下野園航平, 前川芳輝, 茶谷那知, 岡本一輝, 山岡和希子, 川島康, 井上ゆか梨, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 85th 2024
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Influence of Sc dopant on the Electro-optic Property of AlN Thin Films
山田智明, 山田智明, 安部琴子, YUAN Xueyou, 岡本一輝, 舟窪浩, 吉野正人, 長崎正雅
日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(Web) 37th 2024
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Growth of Ferroelectric Epitaxial PbTiO3 films by Hydrothermal Method and Their Domain Structure
HU Y.X., 窪田るりか, 岡本一輝, 舟窪浩, 白石貴久
電子材料研究討論会プログラム講演予稿集(CD-ROM) 43rd 2023
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Observation of intrinsic and extrinsic piezoelectric response for tetragonal Pb(Zr,Ti)O3 films
岡本一輝, 中畑美紀, 石濱圭佑, 山田智明, 舟窪浩
日本セラミックス協会年会講演予稿集(Web) 2023 2023
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Characterization of the Domain structure of epitaxial PbTiO3 films grown at low deposition temperature by hydrothermal method
HU Y., 岡本一輝, 窪田るりか, 白石貴久, 舟窪浩
日本セラミックス協会年会講演予稿集(Web) 2023 2023
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Characterization of crystal structure under application of an electric field for (100)/(001)-oriented tetragonal Pb(Zr,Ti)O3 films
中畑美紀, 岡本一輝, 石濱圭佑, 山田智明, 山田智明, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 84th 2023
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Heat treatment effect of (Bi, K)TiO3 based thin film prepared by hydrothermal method
村下太一, 高橋雄真, 窪田るりか, 伊東良晴, 藤井康裕, 是枝聡肇, 岡本一輝, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 84th 2023
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Thickness and composition dependence of electrical property in HfO2-CeO2 film
平井浩司, 岡本一輝, 白石貴久, 白石貴久, 山岡和希子, 鶴丸理沙子, 井上ゆか梨, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 84th 2023
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Characterization of ferroelectric switching properties for multilayer (Al,Sc)N films with various composition ratio
安岡慎之介, 岡本一輝, 清水荘雄, 清水荘雄, 松井尚子, 入澤寿和, 恒川孝二, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 84th 2023
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Investigation of Sr(Zr,Ti)O3 Buffer Layers for Controlling Domain Structure of Ferroelectric Thin Films.
石濱圭佑, 岡本一輝, 小寺正徳, 小寺正徳, 森川友秀, 清水荘雄, 清水荘雄, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 84th 2023
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Domain structure and phase transition in tensile-strained (PbxSr1-x)TiO3 ultra-thin films
山田智明, 山田智明, YUAN Xueyou, 太田悠登, 清水荘雄, 岡本一輝, 吉野正人, 舟窪浩, 長崎正雅
日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(Web) 36th 2023
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Orientation control of Y-doped HfO2 thin films using lattice matching
前川芳輝, 平井浩司, 岡本一輝, 清水荘雄, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 84th 2023
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Growth and characterization of Y-doped HfO2 epitaxial films on various substrates
前川芳輝, 平井浩司, 安岡慎之介, 岡本一輝, 清水荘雄, 舟窪浩
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 70th 2023
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No heating deposition of HfO2-CeO2 ferroelectric thick films by sputtering method
茶谷那知, 平井浩司, 安岡慎之介, 岡本一輝, 山岡和希子, 井上ゆか梨, 舟窪浩
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 70th 2023
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Ferroelectric Properties of (Bi,K)TiO3-CaTiO3 Solid Solution Thin Films Prepared by a Hydrothermal Method
村下太一, HU Y., 高橋雄真, 大田怜佳, 岡本一輝, 舟窪浩
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 70th 2023
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Evaluation of electrical properties for epitaxial (Al,Sc)N film deposited on NbN electrode
安岡慎之介, 大田怜佳, 岡本一輝, 清水荘雄, 清水荘雄, 舟窪浩
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 70th 2023
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Evaluation of film thickness dependence of piezoelectric response in tetragonal Pb(Zr,Ti)O3 films by x-ray diffraction with application of an electric field
中畑美紀, 岡本一輝, 石濱圭佑, 山田智明, 舟窪浩
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 70th 2023
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Post heat treatment of (Bi, K)TiO3-based thin films prepared by hydrothermal method and their local structure
村下太一, 岡本一輝, 高橋雄真, 窪田るりか, 伊東良晴, 藤井康裕, 是枝聡肇, 清水荘雄, 小林俊介, 加藤丈晴, HUANG Hsin-Hui, 森分博紀, 幾原雄一, 幾原雄一, 舟窪浩
電子材料研究討論会プログラム講演予稿集(CD-ROM) 43rd 2023
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The influence of heat treatment under H2 atmosphere on ferroelectricity of (Al, Sc)N thin films
岡本一輝, 安岡慎之介, 大田怜佳, 舟窪浩, 松井尚子, 入澤寿和, 恒川孝二
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 83rd 2022
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Influence of domain switching in epitaxial (K0.4Na0.6)NbO3 thin films on the piezoelectric response
YUAN Xueyou, 岡本一輝, 川野充季, 吉野正人, 長崎正雅, 今井康彦, 坂田修身, 山田智明
日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(Web) 35th 2022
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Crystal structure and ferroelectricity of (Al1-x-yGaxScy)N thin films
大田怜佳, 安岡慎之介, 岡本一輝, 上岡義弘, 楠瀬好郎, 召田雅実, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 83rd 2022
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Examination of scaling down in (Al, Sc)N films for memory applications
安岡慎之介, 大田怜佳, 岡本一輝, 石濱圭佑, 清水荘雄, 清水荘雄, 角嶋邦之, 上原雅人, 山田浩志, 秋山守人, 小金澤智之, KUMARA L. S. R., SEO O., 坂田修身, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 83rd 2022
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Control of Domain Structure and Influence of Domain Dynamics on Electro-optic Response in Rhombohedral Pb(Zr, Ti)O3 Thin Films
近藤真矢, 近藤真矢, 宇都宮達基, 寺西貴志, 岡本一輝, 岡本一輝, 坂田修身, 岸本昭, 山田智明
電子材料研究討論会プログラム講演予稿集(CD-ROM) 42nd 2022
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Crystal Structural and Properties of Epitaxial PbTiO3-based Films Deposited by Hydrothermal Method
HU Yuxian, 岡本一輝, 舟窪浩
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 83rd 2022
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Fabrication of nanostructured ferroelectric materials by using FIB
岡本一輝, 山田智明, 長崎正雅
名古屋大学電子光学研究のあゆみ ( 32 ) 2021
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(111)正方晶Pb(Zr,Ti)O3ナノロッドにおける圧電応答のサイズ依存性
岡本一輝, 山田智明, 山田智明, 坂田修身, 今井康彦, 吉野正人, 長崎正雅
日本セラミックス協会年会講演予稿集(CD-ROM) 2019 2019
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圧電ナノジェネレータに向けた強誘電体ナノロッドの成長と物性制御
山田智明, 山田智明, 岡本一輝, 伊藤大介, SONG Jundong, SLUKA Tomas, SETTER Nava, 坂田修身, 坂田修身, 舟窪浩, 吉野正人, 長崎正雅
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 65th 2018
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電界下X線回折による(111)正方晶PbZr0.35Ti0.65O3ナノロッドの圧電特性の評価
岡本一輝, 山田智明, 山田智明, 坂田修身, 坂田修身, 今井康彦, 吉野正人, 長崎正雅
応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 65th 2018
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パルスレーザー堆積法による圧電Pb(Zr,Ti)O3ナノロッドの成長および物性制御
山田智明, 山田智明, 岡本一輝, 坂田修身, 坂田修身, 舟窪浩, 吉野正人, 長崎正雅
日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM) 31st 2018
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(111)正方晶PbZr0.35Ti0.65O3ナノロッドのサイズ制御による圧電特性の増大
岡本一輝, 山田智明, 山田智明, 坂田修身, 坂田修身, 清水荘雄, 舟窪浩, 吉野正人, 長崎正雄
エレクトロセラミックス研究討論会講演予稿集 37th 2017
Industrial property rights
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窒化マグネシウムケイ素膜、圧電体及び圧電素子
上岡 義弘, 召田 雅実, 影山 壮太郎, 岡本 一輝, 安岡 慎之介, 舟窪 浩
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酸化物薄膜、およびその酸化物薄膜を含む誘電体素子
傅 杰, 嶋村 圭介, 八木 俊剛, 舟窪 浩, 白石 貴久, 岡本 一輝, 中村 美子
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圧電薄膜、及び圧電薄膜素子
井上 ゆか梨, 小野 裕之, 文 宇, 舟窪 浩, 岡本 一輝, 平井 浩司
Research Projects
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酸化ハフニウム基材料における電界誘起相転移に関する研究
Grant number：25K17637 2025.4 - 2027.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究
岡本 一輝
Grant amount：\4810000 （ Direct Cost: \3700000 、 Indirect Cost：\1110000 ）
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Development of novel fluorite-based piezoelectric materials and their mechanize analysis
Grant number：24H00375 2024.4 - 2027.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Grant amount：\48360000 （ Direct Cost: \37200000 、 Indirect Cost：\11160000 ）
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酸化ハフニウム基強誘電体のナノロッド化による分極方位制御と圧電特性向上
Grant number：23K13364 2023.4 - 2025.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究
岡本 一輝
Grant amount：\4550000 （ Direct Cost: \3500000 、 Indirect Cost：\1050000 ）
2011年に蛍石型酸化ハフニウム基材料にて準安定相である直方晶相において強誘電性が報告された。以来、その材料特性の解明は大きな興味の一つである。これら材料群は特に極薄膜においても強誘電性を発現することから、強誘電性を利用したメモリデバイスへの応用が注目されている一方で、強誘電体の電気エネルギーと機械エネルギーを相互変換可能な圧電特性については研究が進められているものの明らかではない。
本研究の目的は一次元的なロッド形状をもつナノ構造であるナノロッド構造で特有な脱分極電界により酸化ハフニウム基強誘電体の圧電特性向上を実現することである。まず、このナノロッド構造の作製の前段階として必要な強誘電体薄膜の作製を行う。その後ボトムアップ法またはトップダウン法を用いたナノロッド構造材料の作製に取り組む。
初年度において、パルスレーザー堆積法を用いたCe添加HfO2強誘電体薄膜の作製を行った。Hf:Ce比及び膜厚の異なる薄膜の作製を行った。現在はそれらの結晶構造の解析と電気特性評価を進め、強誘電相安定領域の解明に取り組んでいる。その強誘電相安定領域は組成や膜厚に対して変化することが明らかになった。本来は強誘電性を示さない正方晶相領域でも強誘電性が観察されており、今後はそれらの解析評価を進めるとともに、これらの知見に基づいてナノロッド構造材料の前段階となる薄膜の作製条件を明らかにし、そのナノロッド構造の作製に取り組む。 -
Lowering strong coercive electric field of ferroelectric nitrides through utilization of the charged interfaces
Grant number：22K20427 2022.8 - 2024.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Okamoto Kazuki
Grant amount：\2860000 （ Direct Cost: \2200000 、 Indirect Cost：\660000 ）
Epitaxially grown single layer films and multiple layer stacked films were fabricated and their polarization switching behaviours were characterized to achieve lowering high coercive electric field in ferroelectric nitrides. It was revealed that the average compositional ratio of dopant Sc in multiple layer stacked films played an important role in polarization switching behaviour. The study provides important insight of polarization switching behaviour of ferroelectric nitrides.
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室温合成可能な新規単純化合物強誘電体群の開拓
Grant number：22K18307 2022.6 - 2025.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)
舟窪 浩, 岡本 一輝
Grant amount：\25870000 （ Direct Cost: \19900000 、 Indirect Cost：\5970000 ）
本研究の目的は、超低消費電力で動作しCO2削減の切り札となる革新的強誘電体デバイスを実現するために、これまで不可能とされてきた室温合成可能な単純化合物強誘電体群を開拓することである。研究代表者は、陽イオンが１種類で結晶構造がシンプルな単純化合物(AXやAX2)であれば、結晶化のエネルギー障壁が低く合成時の劇的な低温化が可能ではないかとの着想を得た。本研究では、蛍石構造のHfO2基強誘電体とウルツ鉱構造のAlN基強誘電体を中心として結晶構造由来の強誘電性では不可能とされてきた、従来の常識を打破する“室温合成が可能な新規単純化合物強誘電体群”を開拓する。
本年度は、蛍石構造を有するHfO2基薄膜の内、強誘電性の得られる組成の広いHfO2-CeO2とウルツ鉱構造を有する(Al,Sc)N膜について、RFマグネトロンスパッタリング法を用いて非加熱での種々の組成の薄膜合成を、種々の基板上に試みた。その結果、以下を得た。
１．非加熱製膜した膜は基板の種類や下部電極の配向によらず(100)方向に配向しやすく、(100)が自己配向方向であることが明らかになった。この結果はHfO2-Y2O3膜でも観察されたことから、HfO2系強誘電体膜全体の傾向であることが明らかになった。
２．非晶質の透明電極ITO上に作製した膜では、膜厚が上昇するほど特性が向上した。TEM観察からその原因は、非晶質のITOの直上部分が十分に結晶化できていないことが明らかになった。この結果は、下部電極の結晶性改善によって、より特性が向上する可能性があることを示している。 -
PZTナノロッドの分極のソフト化による巨大圧電応答の実現と非鉛材料への展開
Grant number：19J21955 2019.4 - 2022.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
岡本 一輝
Grant amount：\2500000 （ Direct Cost: \2500000 ）
本研究の目的は、強誘電体ナノロッドにおいて脱分極電界による分極のソフト化を用いた巨大圧電応答の発現メカニズムの実証することである。
最終年度となる令和３年度は、パルスレーザー堆積（PLD）法で自己組織化成長させたチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）ナノロッドの電場下でその場観察した結果の解析を行った。放射光X線回折により観察したPZTナノロッドの格子面間隔の変化を測定周波数やパルス電圧の時間幅依存性について解析した。主な測定条件は以下に示す3条件である。
(1) 直流（DC）電圧を印加、(2) 5~200 μsの時間幅のパルス電圧を1 ms周期で印加、(3) 200 ns の時間幅のパルス電圧を800 ns周期で印加。
以上の時間分解X線回折測定の結果よりPZTナノロッドでの大きな圧電特性の向上をもたらす要因には時間依存性があり、分極の大小変化だけでは説明できないことが明らかになった。これより熱力学現象論モデルにより予測された結果と同様に、大きな圧電応答をもたらす要因は分極回転であることが示唆的である。また、本研究で提案するナノロッド作製手法を同じ非鉛ペロブスカイト型酸化物である(K, Na)NbO3（KNN）に適用することでKNNナノロッドを作製できることを明らかにした。本ナノロッド作製手法は材料の構成元素に依存しない普遍的な手法として適用できることを示している。
このように研究結果は脱分極電界による分極のソフト化が巨大圧電応答を誘起する要因であることを示唆している。本研究課題の目的を達成できたと考えている。