（独）物質・材料研究機構は12月13日、（財）高輝度光科学研究センター（JASRI）、東京工業大学、京都大学と共同で「ナノドメイン」と呼ばれる微小な領域を持つ圧電体薄膜が200n（ナノ）秒（1,000万分の2秒）の超高速で切り替え（スイッチング）動作でることを世界で初めて確認したと発表した。
　機械的エネルギーを電気エネルギーに、あるいは逆に電気エネルギーを機械的エネルギーに変換できる圧電体は、ライターの着火石からプリンターのインクジェット・ヘッド、デジタルカメラの手ぶれ防止機構まで、現代の暮らしの中で広く活用されている。この圧電体で最近、ナノドメインと呼ばれる微構造を持つ薄膜で高速動作の可能性が見出されたが、実際にナノドメインがどれほど高速に動くか、定量的に確認されてはいなかった。
　今回、物材機構などの研究グループは、JASRIの大型放射光施設「SPring-8」の高輝度X線を、圧電体の一種でナノドメイン構造を持つ強誘電体のチタン酸ジルコン酸鉛薄膜にパルス照射してナノドメインの構造変化を高速ストロボ撮影した。その結果、ナノドメインの結晶の向きが200n秒という超高速で変化していることを確認することに成功した。
　圧電体薄膜をn秒オーダーで制御可能なことを示した今回の成果は、圧電体薄膜を用いたマイクロデバイスの高速化を通じ製品の高性能化に大きく役立つ。たとえば、インクジェット技術の飛躍的向上によるインク使用量の大幅減や、より微細なパターニングの実現、あるいは高速動作する圧電体薄膜のナノドメイン構造を圧電体セラミックスへ適用することによる自動車エンジン用燃料噴射装置の高能率化などが考えられる。

詳しくはこちら