代表的な強誘電体材料（前編）〜圧電セラミックス系材料：福田昭のストレージ通信（62） 強誘電体メモリの再発見（6）（2/2 ページ）

[福田昭，EE Times Japan]

PZTの対抗馬として名乗りを上げたSBT

　PZTの後に発見され、強誘電体メモリに応用された材料が、「タンタル酸ビスマス酸ストロンチウム（SBT：SrBi₂Ta₂O₉）」である。SBTの結晶は、「層状ペロブスカイト（layered perovskite）構造」と呼ぶ、特殊なペロブスカイト構造をとる。具体的には、ビスマス酸化物の層が、2つのタンタル酸化物の層（ペロブスカイト構造）によって挟まれている。

　SBTの強誘電体メモリ応用を想定したときにPZTに比べると有利な点は、動作電圧が低いことと、劣化が少ないこと、リーク電流が少ないことである。一方でPZTに比べると残留分極が小さい、結晶の作成温度が高い、という弱点があった。

　SBTはPZTの限界を超えるメモリ材料という期待の下で、1990年代に盛んに研究された。しかし実際の製品応用例は、ごく一部にとどまっている。

タンタル酸ビスマス酸ストロンチウム（SBT：SrBi₂Ta₂O₉）の概要。左はPZTとSBTの特性を比較した表、右はSBTの結晶構造である。出典：NaMLabおよびドレスデン工科大学（クリックで拡大）

PZTの5倍と大きな残留分極を実現したBFO

　2000年代に入ると、残留分極がPZTよりも大きな強誘電体材料としてビスマスフェライト（BFO：BiFeO₃）が登場する。2006年3月に東京工業大学と富士通研究所、富士通の共同研究グループが、ビスマスフェライトにマンガン（Mn）を添加した強誘電性薄膜で、PZTの5倍と大きな残留分極を確認したと発表したのだ。

　富士通は2006年の発表当時、90nm製造技術によるメモリを2011年までに実用化すると表明したものの、残念ながら実用化には至っていない。

ビスマスフェライト（BFO：BiFeO₃）の概要。出典：NaMLabおよびドレスデン工科大学（クリックで拡大）

（後編に続く）

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