走査型非線形誘電率顕微法（SNDM）の原理 / 誘電ナノデバイス研究分野

SNDMの測定原理を一言で言うと． SNDMは，非線形誘電率を測定することによって，分極の方向を判断します． 分極状態が上向きであろうと下向きであろうと，線形の誘電率は変わらないのですが，非線形誘電率は符号がかわるのです．ココに着目しています． では，非線形誘電率はどうやったら計れるのでしょう． 非線形誘電率が存在するということは，その材料に電界をかけると誘電率が変化することを意味しています． ということは，電界をかけた時，誘電率がどう変化するか（増えるか，減るか）を計測すればいいのです． もう少し具体的に説明してみましょう． 簡単のために下図の様な並行平板を考え，Z方向（3方向）の電界のみを考えます．外部から交番電界Epcosωpを印加したとき，元々の容量に対する，微小な容量変化の割合は，下の図の(2)式で与えられます． よって，印加した交番電界に比例して変化する成分を抜き出すと非線形誘