• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

磁性ナノ導通経路における巨大磁気抵抗スイッチング現象の機構解明と制御

Research Project

Project/Area Number 13J03342
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Microdevices/Nanodevices
Research InstitutionKansai University

Principal Investigator

大塚 慎太郎  関西大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords抵抗変化メモリ / ReRAM / 異方性磁気抵抗効果 / 強磁性体フィラメント / 抵抗の温度依存性 / 強磁性フィラメント / 磁気抵抗 / 原子スイッチ
Outline of Annual Research Achievements

電極に強磁性体を用いた“Ni/TiO2/Pt”と“Ni/HfO2/Pt”という2種類の抵抗変化メモリを作製し、磁気抵抗効果、透過型電子顕微鏡を使った断面観察、抵抗の温度依存性による評価から導通フィラメントの構造解明を試みた。
Ni/TiO2/Pt構造においては、ユニポーラー型のスイッチングが観測され、低抵抗状態では異方性磁気抵抗効果が観測された。この結果はフィラメントが強磁性体で形成されていることを示唆する。スイッチング後の素子の断面観察からは、TiO2層の内部にニッケルが拡散していることが明らかとなった。また、低抵抗状態の抵抗の温度依存性は金属的性質を示した。これらの結果は拡散したニッケルが金属強磁性体フィラメントを形成していることを強く示唆する結果である。
Ni/HfO2/Pt構造においては、TiO2素子の場合とは異なりバイポーラー型のスイッチングが観測された。SET動作のときに設定する電流コンプライアンスの条件によって、酸素欠損フィラメントと強磁性ニッケルフィラメントという組成の異なる電流パスが形成されることが、異方性磁気抵抗効果から明らかとなった。また、それら2種類の導通フィラメントは異なる温度特性を示すことも明らかとなった。この結果は、電流コンプライアンスによってフィラメントの組成を制御できるデバイスの作製に繋がるものである。
本研究では、強磁性体を電極として使った抵抗変化メモリが、磁気抵抗効果を有することを明らかにした。これらの成果は、電気的に制御する抵抗変化メモリに磁気的性質を加えることが可能であることを示すものである。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Ferromagnetic nano-conductive filament formed in Ni/TiO2/Pt resistive-switching memory2015

    • Author(s)
      S. Otsuka, Y. Hamada, T. Shimizu, and S. Shingubara
    • Journal Title

      Applied Physics A

      Volume: 118 Issue: 2 Pages: 613-619

    • DOI

      10.1007/s00339-014-8769-5

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Magnetoresistance of conductive filament in Ni/HfO2/Pt resistive switching memory2015

    • Author(s)
      Shintaro Otsuka, Yoshifumi Hamada, Daisuke Ito, Tomohiro Shimizu, and Shoso Shingubara
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 54 Issue: 5S Pages: 05ED02-05ED02

    • DOI

      10.7567/jjap.54.05ed02

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effect of electric field concentration using nanopeak structures on the current–voltage characteristics of resistive switching memory2014

    • Author(s)
      Shintaro Otsuka, Tomohiro Shimizu, Shoso Shingubara, Katsunori Makihara, Seiichi Miyazaki, Atsushi Yamasaki , Yusuke Tanimoto, and Kouichi Takase
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 4 Issue: 8 Pages: 087110-087110

    • DOI

      10.1063/1.4892823

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Anisotropic magnetoresistance of ferromagnetic conductive filament in resistive switching memory2014

    • Author(s)
      S. Otsuka, Y. Hamada, T. Shimizu, and S. Shingubara
    • Journal Title

      ECS Transactions

      Volume: 64 Issue: 14 Pages: 29-35

    • DOI

      10.1149/06414.0029ecst

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 抵抗変化メモリにおけるナノ導通フィラメント の抵抗の温度依存性2014

    • Author(s)
      大塚 慎太郎, 濱田 佳典, 清水 智弘, 新宮原 正三
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: 114 Pages: 75-78

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Temperature dependence of resistance of conductive nanofilament formed in Ni/NiOx/Pt resistive switching random access memory2014

    • Author(s)
      S. Otsuka, Y. Hamada, T. Shimizu, and S. Shingubara
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys

      Volume: 53

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature Dependence of Resistance of Conductive Filament Formed by Dielectric Breakdown2013

    • Author(s)
      S. Otsuka, T. Kato, T. Kyomi, Y. Hamada, Y. Tada, T. Shimizu, and S. Shingubara
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 52

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature Dependence of Resistance in Conductive Filament Formed with Dielectric Breakdown of Ni/TiO_2/Pt structure2013

    • Author(s)
      S. Otsuka, Y. Hamada, T. Shimizu, and S. Shingubara
    • Journal Title

      ECS Transactions

      Volume: 58 Pages: 27-31

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Magnetoresistance of conductive filament in Ni/HfO2/Pt resistive switching memory2014

    • Author(s)
      Shintaro Otsuka, Yoshifumi Hamada, Daisuke Ito, Tomohiro Shimizu, and Shoso Shingubara
    • Organizer
      ADMETA Plus
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Year and Date
      2014-10-23 – 2014-10-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Anisotropic Magnetoresistance of Ferromagnetic Conductive Filament in Resistive Switching Memory2014

    • Author(s)
      S. Otsuka, Y. Hamada, T. Shimizu, and S. Shingubara
    • Organizer
      226th ECS Meeting
    • Place of Presentation
      カンクン(メキシコ)
    • Year and Date
      2014-10-05 – 2014-10-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Ni/HfO2/Pt抵抗変化メモリにおける強磁性導通フィラメントの形成2014

    • Author(s)
      大塚慎太郎,浜田佳典,伊藤大介,清水智弘,新宮原正三
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋期学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 抵抗変化メモリにおけるナノ導通フィラメントの抵抗の温度依存性2014

    • Author(s)
      大塚 慎太郎, 濱田 佳典, 清水 智弘, 新宮原 正三
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
    • Year and Date
      2014-06-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Temperature Dependence of Resistance of Conductive Nano-filame nt Formed in Resistance Change Memory2014

    • Author(s)
      大塚慎太郎, 浜田佳典, 清水智弘, 新宮原正三
    • Organizer
      応用物理学会
    • Place of Presentation
      青山学院大学(東京都渋谷区)
    • Year and Date
      2014-03-18
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Temperature Dependence of Resistance in Conductive Filament Formed with Dielectric Breakdown of Ni/TiO2/Pt structure2013

    • Author(s)
      S. Otsuka, Y. Hamada, T. Shimizu, and S. Shingubara
    • Organizer
      224^th ECS Meeting
    • Place of Presentation
      アメリカ サンフランシスコ
    • Year and Date
      2013-10-30
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Temperature Dependence of Resistance of Conductive Nano-filament Formed in Ni/NiOx/Pt ReRAM2013

    • Author(s)
      S. Otsuka, Y. Hamada, T. Shimizu, and S. Shingubara
    • Organizer
      ADMETA2013
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2013-10-09
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi