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Analysis of ferroelectric tunnel effect and realization of new memory device by atomically flat nano-multilayer structure fabrication

Research Project

Project/Area Number 15K05999
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionFukuoka University

Principal Investigator

Nishida Takashi  福岡大学, 工学部, 教授 (80314540)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
KeywordsFeRAM / スパッタ法 / ナノ結晶 / 自己組織化 / スパッタ / Pt / 強誘電体 / 強誘電トンネル効果 / 次世代メモリ / 強誘電体メモリ
Outline of Final Research Achievements

Recently, realization of ferroelectric memory as universal memories and piezoelectric energy harvesting devices is expected. In particular, research of new memory device by ferroelectric tunnel effect in nanosized ferroelectric crystal has absorbed attention. Therefore, development of fabrication technology of high quality nanosized ferroelectric crystals and 3D structure is important. In this study, newly developed momentum controlled glancing angle incident sputtering methods was proposed, and fabrication and evaluation of various 3D nano-structures with ferroelectric and metal were investigated. From experimental results, high quality ferroelectric nano-crystals were obtained by the sputtering methods, and their structures such as nano-array, nano-sheet and nano-wire can be controlled by deposition condition. The metallic nano-sheet of Pt for electrode layer with wide area can also be obtained.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では新しいナノ結晶育成手法が開発され、特にスパッタ法においても結晶成長を原子レベルで制御することが可能なことが示された。さらに様々なナノ構造体を作ることができることが示され、形状、形成位置を制御でき、ナノマテリアルの新しい育成技術を手に入れることができた。この研究成果を活用することで、次世代のメモリデバイスや発電デバイスの開発に役立ち、センサネットワークなど安全安心な社会の実現に寄与できると思える。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (1 results) (of which Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (4 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] 振動発電用非鉛圧電材料の高品質化に向けた特性劣化評価技術の開発2016

    • Author(s)
      西田 貴司, 触 浩貴, 吉田 裕則, 石居 拓也
    • Journal Title

      日本電子材料技術協会会報

      Volume: 47 Pages: 16-20

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    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] PbTiO3ナノ結晶のスパッタ条件依存性2018

    • Author(s)
      西田 貴司, 松澤 杏美, 触 浩貴, 吉田 裕則, 石居 拓也, 加来 司, 今崎 克哉
    • Organizer
      第28回日本MRS年次大会
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    • Author(s)
      今崎 克哉, 石居 拓也, 加来 司, 西田 貴司
    • Organizer
      平成30年度応用物理学会九州支部学術講演会
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  • [Presentation] 強誘電体ナノデバイス応用に向けた原子レベル平坦表面へのPbTiO3ナノ結晶の育成と評価2018

    • Author(s)
      加来 司, 石居 拓也, 今崎 克哉, 西田 貴司
    • Organizer
      平成30年度応用物理学会九州支部学術講演会
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  • [Presentation] 強誘電体ナノデバイス応用に向けた原子レベル平坦表面へのPtナノ結晶のエピタキシャル成長2017

    • Author(s)
      石居 拓也, 吉田 裕則, 今崎 克哉, 加来 司, 西田 貴司
    • Organizer
      平成29年度(第70回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
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  • [Presentation] Defects characterization of piezoelectric films2016

    • Author(s)
      Takashi Nishida
    • Organizer
      International Symposium of Ferroelectric Materials Toward Energy Harvesting
    • Place of Presentation
      Ryukoku University Avanti Kyoto Hall, Kyoto
    • Year and Date
      2016-02-24
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スパッタリング法を用いたサファイア基板上への自己組織化PbTiO_3ナノ結晶の高品質育成および結晶性・表面構造の解析2016

    • Author(s)
      吉田 裕則, 触 浩貴, 石居 拓也, 西田 貴司
    • Organizer
      平成28年度(第69回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
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  • [Presentation] Deposition of ZnO nanocrystals on atomically flat sapphire surface by sputtering2015

    • Author(s)
      Takashi Nishida, Hiroki Fure, Hironori Yoshida, Ryotaro Tsujino, Yuta Tominaga, Ryo Kobe
    • Organizer
      第25回日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      横浜開港記念会館
    • Year and Date
      2015-12-08
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    • Author(s)
      触 浩貴, 吉田 裕則, 辻野 椋太郎, 冨永 雄太, 小部 椋, 西田 貴司
    • Organizer
      平成27年度(第68回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • Place of Presentation
      福岡大学, 福岡県
    • Year and Date
      2015-09-27
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      西田 貴司, 触 浩貴, 吉田 裕則, 辻野 椋太郎
    • Organizer
      平成27年度(第68回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • Place of Presentation
      福岡大学, 福岡県
    • Year and Date
      2015-09-27
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  • [Book] Nanoscale ferroelectric-multiferroic materials for energy harvesting applications 1st edition2019

    • Author(s)
      Takashi Nishida
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      252
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      9780128144992
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      西田貴司
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      13
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      シーエムシー出版
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      岩本光正, 工藤一浩, 中村雅一, 松島敏則, 秦川江, 安達千波矢, 大橋昇, 吉田郵司, 山田俊樹, 大友明, 田口大, 佐藤一石, 串田一雅, 栗山一男, 西田貴司, 田中優実, 佐々木匠, 平山泰生, 吉田福蔵, 与名本欣樹, 秋永広幸, 角谷透, 野田周一, 島久
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    • Publisher
      シーエムシー出版
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  • [Book] 「普及版 圧電材料の基礎と最新応用」 第3章 薄膜材料2015

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      塩嵜忠、武田博明、木村雅彦、西田 貴司、竹内真一、田實佳郎、柿本健一、小林健、神野伊策、玉井誠一、鎌田弘志、宮入啓、小田切努、江鐘偉、栗原和明、近藤正男、北原強、山下洋八、細野靖晴、逸見和弘、中川亮、松尾泰秀、前野隆司、竹中正
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      246
    • Publisher
      シーエムシー出版
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  • [Remarks] 研究紹介

    • URL

      http://e-m.skr.jp/sub/studyintroj.htm

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  • [Remarks] 西田貴司教授

    • URL

      http://e-m.skr.jp/

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  • [Remarks] 福岡大学研究者情報 ( 工学部 電気工学科 教授 西田 貴司 )

    • URL

      http://resweb2.jhk.adm.fukuoka-u.ac.jp/FukuokaUnivHtml/info/5888/R107J.html

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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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