JP2015175030A - ペロブスカイト型酸化物層の形成方法、ペロブスカイト型酸化物層及びそれを用いた用途 - Google Patents

Abstract

【課題】（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ上などに｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物を成長させるための適当な下地を提供すること。【解決手段】（１０１）配向の（ＰｔｘＰｄ１−ｘ）Ｏ（式中、０≰ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層を下地として｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を成長するペロブスカイト型酸化物層の成長方法。（１０１）配向の（ＰｔｘＰｄ１−ｘ）Ｏ（式中、０≰ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層を下地とした｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層。１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を含む素子。【選択図】図２

Description

本発明は、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層の形成方法、その製法で得られる｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層、及び、そのペロブスカイト型酸化物層を用いる電極材料、イオン伝導素子、圧電素子、強誘電素子、強磁性素子等の用途に関する。

ペロブスカイト型酸化物の例として強誘電体材料を例にして述べると、主にペロブスカイト型酸化物からなる強誘電体材料は、配向によって圧電特性、強誘電特性が大きく異なる。｛１００｝配向、｛１１１｝配向の強誘電体材料はこれまでよく研究されている（たとえば、特許文献１、特許文献２）。

これに対して、｛１１０｝配向のＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）は最も良い圧電特性を示す配向であるとの報告が、単結晶基板を利用してされている（非特許文献１）。｛１１０｝配向のメリットとしては、ＢａＴｉＯ_３等では特性が基板の歪に対して、｛１００｝配向、｛１１１｝配向及び｛１１０｝配向の３方位の中で最も鈍感になること、ＰＺＴ等では｛１１０｝配向はエンジニアリングドメイン方向になり、圧電が大きくなることが期待されることなどがある。

しかし、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層について、実用上最も広く利用されている（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ基板上での報告例はない。その理由は、（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ上に｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物を成長させるための適当な下地がないためである。

（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ上に｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物を成長させる下地は、これからのペロブスカイト型酸化物を利用する各種の素子の発展のために非常に重要である。

特開２００５−３１３６２８号公報 特開２００５−２２３３１８号公報

Y. Guo et al., J.Sol-Gel.Sci.Technol(2009)49:66-70

そこで、本発明は、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物を成長させるための適当な下地を提供し、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層の形成方法、その製法で得られる｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層、及び、そのペロブスカイト型酸化物層を用いる電極材料、イオン伝導素子、圧電素子、強誘電素子、強磁性素子等の用途を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、下記を提供する。
（１） （１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１であるが、Ｐｔが酸化されやすい０≦ｘ＜０．５が好ましい）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層を下地として｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を成長することを特徴とするペロブスカイト型酸化物層の成長方法。

（２） 前記（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層が（１１１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）（式中、０≦ｘ＜１）で表されるパラジウム金属または合金層上に形成されている、上記（１）に記載のペロブスカイト型酸化物層の成長方法。

（３） 前記（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層を前記（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に成長させる工程を含み、その成長の際に、またはその成長後に、前記（１１１）配向のパラジウム金属または合金層を酸化パラジウムまたはその固溶体層に変換する工程を含む、上記（２）に記載のペロブスカイト型酸化物層の成長方法。

（４） 前記（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層が前記（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に成長されており、当該（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層上に前記｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を成長させた後、当該（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層をパラジウム金属または合金層に変換する工程を含む、上記（２）に記載のペロブスカイト型酸化物層の成長方法。

（５） 前記（１１１）配向のパラジウム金属または合金層をシリコン基板上に形成する工程を含む、上記（２）〜（４）に記載のペロブスカイト型酸化物層の成長方法。

（６） 前記パラジウム金属または合金層上に形成されている（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層が、前記パラジウム金属または合金層の表面を酸化する工程によって形成される、上記（２）〜（５）に記載のペロブスカイト型酸化物層の成長方法。

（７） ｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１であるが、Ｐｔが酸化されやすい０≦ｘ＜０．５が好ましい。）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層上に有することを特徴とするペロブスカイト型酸化物層。

（８） 前記（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層を（１１１）配向の金属パラジウムまたはその固溶体層上に有する、上記（７）に記載のペロブスカイト型酸化物層。

（９） ｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を（１１１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）（式中、０≦ｘ＜１）で表されるパラジウム金属または合金層上に有することを特徴とするペロブスカイト型酸化物層。

（１０） 前記ペロブスカイト型酸化物が、一般式ＡＢＯ_３（式中、ＡはＬｉ, Ｎａ, Ｋ, Ｒｂ, Ｍｇ, Ｃａ, Ｓｒ, Ｂａ, Ｐｂ, Ｂｉ, Ｌａ, Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ, Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ, Ｙなどから選ばれる１種または２種以上であり、Ｂは、Ｍｇ,Ｓｃ，Ｔｉ,Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ, Ｃｏ, Ｎｉ, Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ, Ｎｂ, Ｍｏ, Ｒｕ, Ｉｎ, Ｓｎ, Ｈｆ, Ｔａ, Ｗ, Ｉｒ, Ｐｂ, Ｂｉなどから選ばれる１種または２種以上であり、酸化物は固溶体を含む。）で表される酸化物である、上記（７）〜（９）に記載のペロブスカイト型酸化物層。

（１１） 上記（７）〜（１０）に記載のペロブスカイト型酸化物層を含むことを特徴とする素子。

（１２） 前記ペロブスカイト型酸化物層を電極材料として含む、上記（１１）に記載の素子。

（１３） 誘電体素子、イオ伝導素子、電気伝導素子、圧電素子、強誘電素子、強磁性素子のいずれかである、上記（１１）に記載の素子。

本発明によれば、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物を成長させることが可能な下地が提供され、実用上広く利用されている（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ基板を含む多くの基板上にも｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を形成することが可能にされ、その下地を用いて｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を形成する製法と、その製法で得られる｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層、及び、そのペロブスカイト型酸化物層を用いる電極材料、イオン伝導素子、圧電素子、強誘電素子、強磁性素子等の用途が提供される。｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層では、他の方位と同等の強誘電特性、電気伝導性などの目的特性を有し、かつ、ＢａＴｉＯ_３等では特性が基板の歪に対し｛１００｝配向、｛１１１｝配向及び｛１１０｝配向の３方位の中で最も鈍感になる、ＰＺＴ等ではエンジニアリングドメイン方向になり、圧電特性が大きくなるなどの固有の効果がある。

ＰｄとＰｄＯの平衡状態図である。 ｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ基板上に形成した本発明の好ましい実施例の層構成および原理を示す図である。 （１１１）Ｐｔ／／Ｓｉ基板および（１０１）ＰｄＯ／（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ基板のＸ線回折分析の結果を示すチャートである。 ＰｄＯ／Ｐｄ／Ｐｔ／Ｓｉ上、Ｐｔ／Ｓｉ上、及びＬＮＯ／Ｐｔ／Ｓｉ上に形成した３方向の配向をしたＳｒＲｕＯ_３のＸ線回折分析の結果を示すチャートである。 ３方向の配向をしたＳｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_３のＸ線回折分析の結果を示すチャートである。 ３方向の配向をしたＳｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_３の電気伝導度のアレニウスプロット結果と文献値を示すグラフである。 （１１１）Ｐｔ／／Ｓｉ基板上にＳｒＲｕＯ_３を製膜して形成した（１１０）ＳｒＲｕＯ_３／（１０１）ＰｄＯ／（１１１）Ｐｄ／（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ基板、及びそのＸ線回折分析の結果を示すチャートである。なお、本開示ではＳｒＲｕＯ_３の結晶面および結晶軸は立方晶として表記している。 Ｓｉ基板上にＳｒＲｕＯ_３を製膜して形成した（１１０）ＳｒＲｕＯ_３／（１０１）ＰｄＯ／１１１）Ｐｄ／Sｉ基板、及びそのＸ線回折分析の結果を示すチャートである。

（発明の原理）
本発明によれば、（１０１）配向の酸化パラジウムＰｄＯ層を下地とすることで、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層が容易に形成される。（１０１）配向の酸化パラジウム（ＰｄＯ）層は、（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ基板を含む多くの基板上にも簡単に形成することはできるので、その有用性は高い。（１０１）配向の酸化パラジウム（ＰｄＯ）層は、その上に｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を形成した後は、パラジウム金属または合金層に変換することも可能である。酸化パラジウムＰｄＯに換えて、（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０＜ｘ＜１であるが、Ｐｔが酸化されやすい０≦ｘ＜０．５が好ましい）で表される酸化パラジウムの固溶体でも同様の結果が得られる。

［本発明の誘電体層の製造方法］
本発明のペロブスカイト型酸化物層の形成方法は、（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１であるが、Ｐｔが酸化されやすい０≦ｘ＜０．５が好ましい）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層を下地として｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を成長することを特徴とする方法である。

（ペロブスカイト型酸化物層）
（１１０）面のペロブスカイト型酸化物は単位胞の[１１０]と[1００]の２方向の格子面間隔が異なるが、それらの面間隔が（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層の単位胞の［１０１］と［１００］の方向の格子面間隔と整合するので、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層を下地として成長させることができる。

ペロブスカイト型酸化物は、ＡＢＯ_３（式中、ＡはＬｉ, Ｎａ, Ｋ, Ｒｂ, Ｍｇ, Ｃａ, Ｓｒ, Ｂａ, Ｐｂ, Ｂｉ, Ｌａ, Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ, Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ, Ｙなどから選ばれ、Ｂは、Ｍｇ,Ｓｃ，Ｔｉ,Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ, Ｃｏ, Ｎｉ, Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ, Ｎｂ, Ｍｏ, Ｒｕ, Ｉｎ, Ｓｎ, Ｈｆ, Ｔａ, Ｗ, Ｉｒ, Ｐｂ, Ｂｉなどから選ばれる。Ａ，Ｂは複数であることができ、酸化物は固溶体を含む。）で表される酸化物であり、たとえば、ＢａＴｉＯ_３, ＰｂＴｉＯ_３, ＫＮｂＯ_３、ＰｂＶＯ_３などが挙げられる。

本発明において、ペロブスカイト型酸化物層は｛１１０｝配向していることを特徴とし、このペロブスカイト型酸化物の｛１１０｝配向は（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層上にペロブスカイト型酸化物を成長することで実現される。

｛１１０｝配向したペロブスカイト型酸化物は、（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体と格子整合するが、ペロブスカイト型酸化物の［１１０］と（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏの［１０１］およびペロブスカイト型酸化物の［１００］と（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏの［１００］の格子面間隔寸法の差は小さいほど、得られる｛１１０｝配向したペロブスカイト型酸化物の結晶性が優れるので、好ましい。これらの格子整合はそれぞれにおいて、あるいは少なくとも一方において、３０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。また、整合する結晶面の２つの方向の格子寸法のうち一方の差が小さいと、他方の差が大きくても、配向した結晶が成長できる可能性が高いようである。たとえば、一方の格子寸法の差が１０％以下であれば、他方の方向の格子寸法の差が７０％程度（好ましくは５０％以下）でも、結晶どうしが格子整合しうる。

図２を参照すると、（１０１）配向の酸化パラジウムの単位胞の[１００]と[１１０]の方向の格子面間隔は３．０３Åと６．１３Åであり、｛１１０｝配向したペロブスカイト型酸化物の単位胞の[１１０]と［１００］の２方向の格子面間隔は３．９３Åと５．５６Åである。したがって、格子整合すべき結晶面における室温での格子不整合の割合は、長軸方向では［１１０］ＳＲＯ／［１０１］ＰｄＯ＝（５．５６Å−６．１３Å）／６．１３Å＝−９．３％であり、短軸方向では［１００］ＳＲＯ／［１００］ＰｄＯ＝（３．９３Å−３．０３Å）／３．０３Å＝２９．７％であるが、｛１１０｝配向したペロブスカイト型酸化物は（１０１）配向の酸化パラジウムに対して格子整合し、一軸配向した結晶成長をすることが確認されている。なお、酸化パラジウムの格子定数（ａ軸、ｂ軸）は３．０３Å、５．３３Åであり、ペロブスカイト型酸化物の格子定数は、たとえば、ＰＺＴではａ軸が４．０Å、ｃ軸が４．１５Åである。

本発明によれば、｛１１０｝配向したペロブスカイト型酸化物は、一軸配向することができ、結晶配向度が特に９９％以上であるが、結晶配向度は８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。ここで結晶配向度とは、Ｘ線回折分析において、｛１１０｝配向由来のｈｈ０の回折強度が他の回折強度全部を足した強度に対する割合を意味する。

また、｛１１０｝配向したペロブスカイト型酸化物の｛１１０｝ピークの半値幅は、好ましくは１０°以下、より好ましくは３°以下であることができる。

（ペロブスカイト型酸化物層の成長条件）
（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層上にペロブスカイト型酸化物を形成する方法は、下地を酸化パラジウムまたはその固溶体層とする以外は、従来知られているペロブスカイト型酸化物を形成する方法と同じでよい。

成長方法としては化学気相析出法、溶液法、スパッタリング法、パルスレーザ堆積法、水熱法などのいずれでもよく、原料は製法に応じて有機金属原料、ターゲット材（金属、金属酸化物等）、無機粉末などが用いられる。成長の条件としては、一般的には、雰囲気として、減圧または真空中（酸素中、酸素分圧のある雰囲気）、大気圧、水熱中、温度は１００−３００℃（水熱法）、４００−１３００℃（他の方法）、圧力は超高真空から加圧条件まで、時間は１分から30時間である。このようにして一旦成長した後、減圧または真空中（酸素中、酸素分圧のある雰囲気）、大気圧、水熱中で熱処理することができる。

具体的な成長条件の例を下記に示す。
成長方法：ＲＦマグネトロンスパッタ法
原料：ペロブスカイトターゲット
雰囲気：酸素雰囲気（Ａｒ：Ｏ_２＝２０：５）
温度：約５００℃
圧力：２００ｍＴｏｒｒ
時間：２２０Ｍｉｎ（膜厚約５０ｎｍ）
熱処理等：なし

（酸化パラジウムまたはその固溶体層）
（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１であるが、酸化されやすい０≦ｘ＜０．５が好ましい）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層は｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を成長する下地として機能し、（１０１）配向している必要がある。ＰｄＯと（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏは全く同じ結晶構造であり、格子定数もほぼ同じであり、酸化パラジウムが固溶体を形成する組成であれば、酸化パラジウムと同様に、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を成長する下地としての効果を奏する。

本発明において（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層における「層」の表現は、基板上に形成した膜状物であっても、それ自体自己支持性の基板そのものであってもよい。

（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層を提供する方法は限定されないが、本発明によれば、たとえば、（１１１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）（式中、０≦ｘ＜１）で表されるパラジウム金属または合金層を酸素含有雰囲気で熱処理することでパラジウム金属または合金層の表面を酸化して形成することができる。あるいは（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層を成長することで形成することができる。（１１１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）（式中、０≦ｘ＜１）で表されるパラジウム金属または合金層を酸素含有雰囲気中で熱処理するなどの方法で、（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層を形成すると、（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層が成長する理由は不明であるが、その事実は実験的に確認されている。（１１１）配向のパラジウム金属または合金層は面心立方構造であり、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層とは格子定数が異なり、（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を成長させることはできないが、（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に酸化パラジウムまたはその固溶体層を形成すると、酸化パラジウムまたはその固溶体層は（１０１）配向になり、その格子定数は｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層の格子定数とａ軸、ｂ軸の２軸方向ともに整合（ほぼ一致）するため、その上に｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を成長させることが可能になることを見出した。

（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層の組成は、下地としての（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層の組成（ｘの値）と同じでなくても、これらの化学式の範囲内であれば、格子整合して（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層が形成されることが可能であるので、組成に特に制限はない。

（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層を形成する方法は、従来知られている方法で形成することができ、限定されない。（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムが形成される条件で、（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）（式中、０≦ｘ＜１）で表されるパラジウム金属または合金層を熱処理するか、パラジウム金属または合金層上に酸化パラジウムまたは固溶体層を堆積すればよい。図１にＰｄとＰｄＯの平衡状態図を示す。温度と酸素濃度を調整すれば、ＰｄＯを形成することができることがわかる。（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）合金と（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ固溶体の平衡状態図も同様である。

（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層は、上記の如く、（１１１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）（式中、０≦ｘ＜１）で表されるパラジウム金属または合金層の表面を酸化することによって形成することが可能であるが、その熱処理条件は、図１に示すような（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体が形成される条件であればよい。具体的には、たとえば、酸素含有雰囲気中で６００〜８００℃に加熱すればよい。加熱時間は数分でも十分である。

パラジウム金属または合金層上に酸化パラジウムまたは固溶体層を堆積する方法としては、金属の酸化、酸化物の直接作成（化学気相析出法、溶液法、スパッタリング法、パルスレーザ堆積法、水熱法）等を利用することができる。原料は、製法に応じて有機金属原料、ターゲット材（金属、金属酸化物等）、無機粉末などから適宜選択される。成長の条件は、一般的に、雰囲気として減圧または真空中（酸素中、酸素分圧のある雰囲気）、大気圧、水熱中など、温度は１００−３００℃（水熱法）、４００−１３００℃（他の方法）(図１のＰｄＯ安定領域)、圧力は超高真空から加圧条件まで(図１のＰｄＯ安定領域)、時間は１分から３０時間が好ましい。一旦成長した後、減圧または真空中（酸素中、酸素分圧のある雰囲気）、大気圧、水熱中で熱処理することができる。

具体的な成長条件の例を下記に示す。
成長方法：パラジウム層の酸素中アニール処理
雰囲気：酸素雰囲気（１ａｔｍ）
温度：７５０℃
圧力：１ａｔｍ
時間：１５ｍｉｎ
熱処理等：アニール処理

（１１１）配向のパラジウム金属または合金層は、従来から誘電体素子の分野で広く利用されている（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ基板上にも、パラジウム金属または合金層を堆積して形成することができるので、本発明の｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層の製造方法は従来の製造工程、製造設備を利用して実施することができ、有利である。（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ基板およびその上に（１１１）配向のパラジウム金属または合金層を形成する方法は知られている。代表的には、表面酸化されたシリコン基板にＬａＮｉＯ_３（ＬＮＯ）などのバッファ層を介して白金層を堆積して（１１１）配向の白金層を形成し、その上にパラジウム金属または合金層を堆積することで（１１１）配向のパラジウム金属または合金層を形成することができる。

さらに、（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層は、（１１１）配向のパラジウム金属または合金層以外の下地の上においても、形成することが可能である。

たとえば、（１１１）白金層や、（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）などの面心立法構造（ＦＣＣ）を有する物質（金属）の上に直接に（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層を堆積することも可能である。

下地の例としては、Ｐｔ, Ｐd, Ｒｈ, Ａｇ, 他ＦＣＣ構造を有する金属あるいはその上に同じ配向を持って成長可能な結晶構造が挙げられ、成長方法としては、金属の酸化、酸化物の直接作成（化学気相析出法、溶液法、スパッタリング法、パルスレーザ堆積法、水熱法）などがある。原料は製法に応じて有機金属原料、ターゲット材（金属、金属酸化物等）、無機粉末などから選択される。成長条件は、一般的に、雰囲気として減圧または真空中（酸素中、酸素分圧のある雰囲気）、大気圧、水熱中など、温度は１００−３００℃（水熱法）、４００−１３００℃（他の方法）、圧力は超高真空から加圧条件まで、時間は１分から30時間程度であることが好ましい。成長後、減圧または真空中（酸素中、酸素分圧のある雰囲気）、大気圧、水熱中などで熱処理することができる。

本発明においては、（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層が下地として提供されればよく、（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層を形成する方法、（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層に対する基板の有無や種類は問わない。

（（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層／パラジウム金属または合金層の変形例）
（パラジウム金属または合金層の（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層への変換）
（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層を形成する際に、あるいは形成後に、さらには、（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層上に｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層した後に、酸素含有雰囲気で熱処理することで、パラジウム金属または合金層の一部または全部を（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層に変換してもよい。

変換処理方法及び条件は、図１に示すＰｄＯの安定条件であればよく、時間は短時間でよい。

（（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層のパラジウム金属または合金層への変換）
また、（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層を形成し、（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層上に｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を形成した後であれば、酸化パラジウムまたはその固溶体層の一部または全部をパラジウム金属または合金層に変換してもよい。

変換処理方法及び条件は、図１に示すＰｄの安定条件であればよく、時間は短時間でよい。

［本発明のペロブスカイト型酸化物層］
（酸化パラジウムまたはその固溶体層上のペロブスカイト型酸化物層）
本発明によれば、上記の製造方法により、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層上に有することを特徴とするペロブスカイト型酸化物層が提供される。

本発明の｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層は、上記の製造方法において記載したものであることができる。

本発明の｛１１０｝配向のペロブスカイト型構造は、（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層上にエピタキシャル成長するが、｛１１０｝結晶配向度は８０％以上、さらには９０％以上、特に９９％以上であることが好ましい。ここで結晶配向度とは、X線回折分析において、｛１１０｝配向由来のｈｈ０の回折強度が他の回折強度全部を足した強度に対する割合を意味する。本発明の｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層の｛１１０｝ピークの半値幅は１０°以下であることが好ましく、さらには３°以下であることがより好ましい。

本発明の｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層では、上記の（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層は（１１１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）（式中、０≦ｘ＜１）で表されるパラジウム金属または合金層上に有することができる。

（１１１）配向のパラジウム金属または合金層をシリコン基板（（１１１）Ｐｔ／Ｓｉ基板）上あるいはガラス基板上など各種の基板上に形成することは知られており、好ましいものである。

たとえば、S. Ito et al., Applied Physics Letters 90, 142910 (2007)に、（１１１）Ｓｉ，多結晶Ａｌ_２Ｏ_３、（１００）ＳｒＴｉＯ_３，（１００）ＭｇＯ、非晶質ＳｉＯ_２からなる基板上への（１１１）Ｐｔの堆積が報告されている。

（パラジウム金属または合金層上のペロブスカイト型酸化物層）
また、本発明によれば、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を、Ｓｉ基板上に形成した（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に直接に有することを特徴とするペロブスカイト型酸化物層も提供される。上記に述べたように、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層は（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層を下地として成長されるが、一旦、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を成長させた後は、下地の（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層をパラジウム金属または合金層に変換することができるからである。

（図面による代表例の説明）
図２を参照して、本発明の代表例として、（１１１）Ｐｔ（２）／（１００）Ｓｉ基板（１）上に（１０１）ＰｄＯ（４）／（１１１）Ｐｄ（３）を利用して（１１０）配向ペロブスカイト型酸化物（５）を成長する概念を説明する。

（１１１）Ｐｔ（２）／（１００）Ｓｉ基板（１）は知られており、（１１１）Ｐｔは面心立方構造である。（１１１）Ｐｔ（２）／（１００）Ｓｉ基板（１）上にＰｄを堆積すると、Ｐｄも面心立方構造であり、それらの格子定数は3.89Å(室温)であり、近似しているので、（１１１）Ｐｄ（３）が成長する。（１１１）Ｐｄ（３）上にＰｄＯ（４）を堆積すると、理由は不明であるが、斜方晶のＰｄＯ構造である（１０１）配向のＰｄＯ（４）が成長することが実験的に確認されている。この（１０１）配向のＰｄＯ（４）の格子定数は、３．０３Åと５．３３Åであり、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物（５）の２次元の格子定数と２次元ともほぼ一致する。そのため、（１０１）配向のＰｄＯ（４）上にペロブスカイト型酸化物（５）を成長させると、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物（５）が得られる。

上記したように、図２において、（１１１）Ｐｄ（３）は全部を（１０１）配向のＰｄＯ（４）に変換することができるし、｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物（５）を形成した後であれば、（１０１）配向のＰｄＯ（４）は全部を（１１１）Ｐｄ（３）に変換することができる。また、（１００）Ｓｉ基板（１）を用いる場合であっても（１１１）Ｐｔ（２）は必須ではなく、あるいは（１００）Ｓｉ基板（１）も必須ではない。

（ペロブスカイト型酸化物層を含む素子）
本発明の｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層は、電気導電性、圧電特性、強誘電特性等を有し、かつ（１０１）（Ｐｔ、Ｐｄ）Ｏを下地とすることで簡易に作成できるので、シリコン基板やガラス基板上にも形成でき、誘電体素子、イオ伝導素子、電気伝導素子、圧電素子、強誘電素子、強磁性素子などの用途に有利に利用できる。

多くの場合、シリコン基板やガラス基板上に｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を電極材料として形成したり、強誘電性材料や強磁性材料として形成したりして、ペロブスカイト型酸化物層を利用する各種の素子が製造される。

たとえば、ＳｒＲｕＯ_３は特にペロブスカイト構造の誘電体材料と組み合わせて使用されるペロブスカイト構造の導電性材料あるいは電極材料として、またＳｒ（Ｚｒ，Ｙ）Ｏ_３はイオン伝導体材料として、ＢａＴｉＯ_３は誘電体材料として、Ｐｂ（Ｚｒ, Ｔｉ）Ｏ_３は圧電体材料および強誘電体材料として、使用できる。

（実施例１）
図２に示す構造を持つペロブスカイト型酸化物層を形成した。
（１１１）Ｐｔ／（１００）Ｓｉ基板は、より具体的には（１１１）Ｐｔ／ＬａＮｉＯ_３／ＳｉＯ_２／（１００）Ｓｉの構造を有し、表面にＳｉＯ_２膜が自己形成されているＳｉ基板上に、マグネトロンスパッタ法でＬａＮｉＯ_３及びＰｔターゲットを用いてＬａＮｉＯ_３層及び（１１１）Ｐｔ層をそれぞれ形成したものである。

この（１１１）Ｐｔ／（１００）Ｓｉ基板上に、マグネトロンスパッタ法でＰｄターゲットを用い、製膜圧力２０ｍＴｏｒｒ（Ａｒ：Ｏ_２＝８０：２０）の酸素含有雰囲気中、５００℃でＰｄを厚さ１００ｎｍ程度に堆積した。

得られたＰｄ／（１１１）Ｐｔ／（１００）Ｓｉ基板をＸ線回折測定装置を用いて分析した。結果を図３の（ａ）に示す。（１１１）Ｐｔ及び（１１１）Ｐｄのピーク（２θ＝39.9°及び40.2°）だけが観測され、（１１１）Ｐｔ上に（１１１）Ｐｄ層が形成されたことがわかる。

次いで、この（１１１）Ｐｄ／（１１１）Ｐｔ／（１００）Ｓｉ基板を、製膜チャンバから取出し、アニール炉で、酸素雰囲気中７５０℃で１５分間アニールしてＰｄの表面をＰｄＯに変換した。

得られたＰｄＯ／（１１１）Ｐｄ／（１１１）Ｐｔ／（１００）Ｓｉ基板をＸ線回折測定装置を用いて分析した。結果を図３の（ｂ）〜（ｄ）に示す。図３（ｂ）に（１１１）Ｐｄ及び（１０１）ＰｄＯのピーク（２θ＝４０．２°及び３４．０°）が見られ、（１０１）ＰｄＯが形成されたことがわかる。この（１０１）ＰｄＯのロッキングカーブを図３（ｃ）に示すが、半値幅は２．７°であり、結晶性が優れることがわかる。図３（ｄ）に（１０１）ＰｄＯの極点観測結果を示すが、一軸配向した（１０１）ＰｄＯ層が形成されたことがわかる。

次いで、（１０１）ＰｄＯ／（１１１）Ｐｄ／（１１１）Ｐｔ／（１００）Ｓｉ基板上に、マグネトロンスパッタ法でＳｒＯ及びＲｕＯ_２をターゲットとして温度５００℃、製膜圧力２００ｍＴｏｒｒ（Ａｒ：Ｏ_２＝２０：５）でＳｒＲｕＯ_３を厚さ５０ｎｍ程度に堆積した。

得られたＳｒＲｕＯ_３／（１０１）ＰｄＯ／（１１１）Ｐｄ／（１１１）Ｐｔ／（１００）Ｓｉ基板をＸ線回折測定装置を用いて分析した。結果を図４（ｂ）（ｅ）に示す。図４（ｂ）から２θ＝３２．４°、及び３４．１°ピークが見られ、それぞれ（１１０）ＳｒＲｕＯ_３および（１０１）ＰｄＯであることを示している。図４（ｅ）のＰｓｉ＝６０．０°の極点観測から（１１０）ＳｒＲｕＯ_３が一軸配向し、高い結晶性で形成されていることがわかる。

（比較例１〜２）
実施例１の下地と比較するために、従来から公知のＰｔ／Ｓｉ基板と、ＬＮＯ／Ｐｔ／／Ｓｉ基板の上に、酸素分圧をそれぞれ１８ｍＴｏｒｒにしたこと以外は実施例１と同じ条件でＳｒＲｕＯ_３を堆積し、得られたＳｒＲｕＯ_３をＸ線回折測定装置を用いて分析した。結果をそれぞれ図４の（ａ）（ｄ）および（ｃ）（ｆ）に示す。

通常のＸＲＤ回析分析では、それぞれ（１１１）ＳｒＲｕＯ_３および（２００）ＳｒＲｕＯ_３のピークが見られるが、いずれも（１１０）ＳｒＲｕＯ_３のピークは観察されない。また、図４（ｅ）のＰｓｉ＝３５.３°およびＰｓｉ=４５．０°の極点観測結果から、結晶性も実施例１と比べて高くないことが見られる。

（実施例２および比較例３〜４）
実施例１で作成した（１０１）ＰｄＯ／（１１１）Ｐｄ／（１１１）Ｐｔ／（１００）Ｓｉ基板からなる下地の上に、Ｓｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δ（簡単に「ＳＺＹＯ」とも表記する）を（１１０）配向で成長させた。

ＳＺＹＯ層の形成方法は、パルスレーザ堆積法（ＰＬＤ）とし、ＳＺＹＯターゲットを用い、温度４００℃、酸素分圧５０ｍＴｏｒｒ，レーザ周波数８Ｈｚ，レーザ出力密度０．５３ｍＪで厚さ３μｍ程度に成膜した。

比較のために、比較例３としてＳｒＲｕＯ_３／Ｐｔ／Ｓｉ基板と、比較例４としてＳｒＲｕＯ_３／ＬＮＯ／Ｐｔ／Ｓｉ基板の上に、実施例２と同じ条件でＳＺＹＯを堆積した。

得られたＳＺＹＯ層をＸ線回折測定装置を用いて分析した。結果をそれぞれ図５の（ａ）（ｂ）（ｃ）にＸＲＤ回析分析の結果、（ｄ）（ｅ）（ｆ）にロッキングカーブ、（ｇ）（ｈ）（ｉ）にＳｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δ面での極点観察結果を示す。

図５から、実施例２では（１１０）Ｓｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δの高いピークが観察されるが、比較例３では（１１１）Ｓｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δのピークのピークが観察され、比較例４では（２００）Ｓｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δのピークが観察されることが見られる。また、図５から実施例２ではＳｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δが（１１０）方向に単一配向していることが認められる。

実施例２の（１１０）Ｓｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δのピーク、比較例３の（１１１）Ｓｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δのピーク、比較例４での（２００）Ｓｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δのピークのロッキングカーブにおける半値幅はそれぞれ１．７°、１．７°、６．８°であった。

（実施例３）
実施例２の（１１０）ＳｒＲｕＯ_３、比較例３〜４の（１１１）Ｓｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δおよび（１００）Ｓｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δについて、湿潤空気中での電気伝導度を温度の関数として測定して、アレニウスプロットの結果を図５に示す。併せて、文献値から、空気中で測定されたＳｒ（Ｚｒ_0.8Ｙ_0.2）Ｏ_3-δのもっとも高いデータも図６に示している。

図６から、本発明によれば、得られる（１１０）ＳｒＲｕＯ_３の特性は他の方位である（１１１）および（１００）のＳｒＲｕＯ_３の特性と同等であり、文献値（M. Arab. Pour. Yazdi, et al. Solid. State. Ionics. 180, 1246-1251 (2009)）の最高値と比べても同等であることが認められる。

（実施例４）
実施例１と同様に、（１１１）Ｐｔ／（１００）Ｓｉ基板を用い、マグネトロンスパッタ法でＰｄターゲットを用い、製膜圧力２０ｍＴｏｒｒ（Ａｒ：Ｏ_２＝８０：２０）の酸素含有雰囲気中、５００℃でＰｄを厚さ１００ｎｍ程度に堆積した。

次いで、（１１１）Ｐｄ／（１１１）Ｐｔ／（１００）Ｓｉ基板上に、マグネトロンスパッタ法でSrRuO₃をターゲットとして温度５００℃、圧力２００ｍＴｏｒｒ（Ａｒ：Ｏ_２＝２０：５）の酸素含有雰囲気中で、ＳｒＲｕＯ_３を厚さ５０ｎｍ程度に堆積した。

ＳｒＲｕＯ_３を製膜して得られたものを、Ｘ線回折測定装置を用いて分析した。結果を図７（ａ）（ｂ）に示す。

図７から、ＳｒＲｕＯ_３の製膜中に、（１１１）Ｐｄ層の表面が酸化されて（１０１）ＰｄＯ層が形成されたことが確認され、最終的に、（１１０）ＳｒＲｕＯ_３／（１０１）ＰｄＯ／（１１１）Ｐｄ／（１１１）Ｐｔ／（１００）Ｓｉ基板が得られていることがわかる。（１１０）ＳｒＲｕＯ_３は一軸配向している。

（実施例５）
（１００）Ｓｉ基板を用い、マグネトロンスパッタ法でＰｄターゲットを用い、圧力２０ｍＴｏｒｒ（Ａｒ：Ｏ_２＝１００：０）の酸素不含有雰囲気中５００℃で（１１１）Ｐｄ層を厚さ１００ｎｍ程度に堆積した。

次いで、（１１１）Ｐｄ／（１００）Ｓｉ基板上に、マグネトロンスパッタ法でＳｒＯ及びＲｕＯ_２をターゲットとして温度５００℃、圧力２００ｍＴｏｒｒ（Ａｒ：Ｏ_２＝２０：５）の酸素含有雰囲気中でＳｒＲｕＯ_３を厚さ５０ｎｍ程度に堆積した。

ＳｒＲｕＯ_３を製膜して得られたものを、Ｘ線回折測定装置を用いて分析した。結果を図８（ａ）（ｂ）に示す。

図８から、ＳｒＲｕＯ_３の製膜中に、（１１１）Ｐｄ層の表面が酸化されて（１０１）ＰｄＯ層が形成されたことが確認され、最終的に、（１１０）ＳｒＲｕＯ_３／（１０１）ＰｄＯ／（１１１）Ｐｄ／（１００）Ｓｉ基板が得られているが、（１１１）Ｐｔ層が存在しない結果として、（１１１）Ｐｄ層、（１０１）ＰｄＯ層及び（１１０）ＳｒＲｕＯ_３層の結晶性が実施例４と比べて低いことがわかる。

（実施例６）
（１１１）配向の単結晶ＳｒＴｉＯ_３基板上にＰｄ層を堆積し、表面酸化したところ、Ｘ線回折分析の極点測定結果により（１１１）ＳｒＴｉＯ_３基板上に（１１１）Ｐｄ層、その上に（１０１）配向のＰｄＯ膜が形成されていることが確認された。

（１０１）ＰｄＯ層上にＳｒＲｕＯ_３薄膜を堆積したところ、Ｘ線回折分析の極点測定結果により（１１０）配向ＳｒＲｕＯ_３薄膜が形成されていることが確認された。

Claims (13)

1. （１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層を下地として｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を成長することを特徴とするペロブスカイト型酸化物層の成長方法。
2. 前記（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層が（１１１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）（式中、０≦ｘ＜１）で表されるパラジウム金属または合金層上に形成されている、請求項１に記載のペロブスカイト型酸化物層の成長方法。
3. 前記（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層を前記（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に成長させる工程を含み、その成長の際に、またはその成長後に、前記（１１１）配向のパラジウム金属または合金層を酸化パラジウムまたはその固溶体層に変換する工程を含む、請求項２に記載のペロブスカイト型酸化物層の成長方法。
4. 前記（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層が前記（１１１）配向のパラジウム金属または合金層上に成長されており、当該（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層上に前記｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を成長させた後、当該（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層をパラジウム金属または合金層に変換する工程を含む、請求項２に記載のペロブスカイト型酸化物層の成長方法。
5. 前記（１１１）配向のパラジウム金属または合金層をシリコン基板上に形成する工程を含む、請求項２〜４のいずれか１項に記載のペロブスカイト型酸化物層の成長方法。
6. 前記パラジウム金属または合金層上に形成されている（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層が、前記パラジウム金属または合金層の表面を酸化する工程によって形成される、請求項２〜５のいずれか１項に記載のペロブスカイト型酸化物層の成長方法。
7. ｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を（１０１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）Ｏ（式中、０≦ｘ＜１）で表される酸化パラジウムまたはその固溶体層上に有することを特徴とするペロブスカイト型酸化物層。
8. 前記（１０１）配向の酸化パラジウムまたはその固溶体層を（１１１）配向の金属パラジウムまたはその固溶体層上に有する、請求項７に記載のペロブスカイト型酸化物層。
9. ｛１１０｝配向のペロブスカイト型酸化物層を（１１１）配向の（Ｐｔ_ｘＰｄ_１−ｘ）（式中、０≦ｘ＜１）で表されるパラジウム金属または合金層上に有することを特徴とするペロブスカイト型酸化物層。
10. 前記ペロブスカイト型酸化物が、一般式ＡＢＯ_３（式中、ＡはＬｉ, Ｎａ, Ｋ, Ｒｂ, Ｍｇ, Ｃａ, Ｓｒ, Ｂａ, Ｐｂ, Ｂｉ, Ｌａ, Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ, Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ, Ｙから選ばれる１種または２種以上であり、Ｂは、Ｍｇ,Ｓｃ，Ｔｉ,Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ, Ｃｏ, Ｎｉ, Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ, Ｎｂ, Ｍｏ, Ｒｕ, Ｉｎ, Ｓｎ, Ｈｆ, Ｔａ, Ｗ, Ｉｒ, Ｐｂ, Ｂｉから選ばれる１種または２種以上であり、酸化物は固溶体を含む。）で表される酸化物である、請求項７〜９のいずれか１項に記載のペロブスカイト型酸化物層。
11. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載のペロブスカイト型酸化物層を含むことを特徴とする素子。
12. 前記ペロブスカイト型酸化物層を電極材料として含む、請求項１１に記載の素子。
13. 誘電体素子、イオン伝導素子、電気伝導素子、圧電素子、強誘電素子、強磁性素子のいずれかである、請求項１１に記載の素子。