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Development of Nanogap Devices For High Temperature Environments Using Nano Electro Mechanical System

Research Project

Project/Area Number 17K14100
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Nano/Microsystems
Research InstitutionChiba Institute of Technology

Principal Investigator

Suga Hiroshi  千葉工業大学, 工学部, 准教授 (60513801)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
KeywordsNEMS / 抵抗変化素子 / ナノギャップ / ナノエレクトロニクス / 記憶素子 / フラーレン / ナノ電極 / 不揮発性記憶素子 / ナノギャップ素子 / ナノマイクロシステム / マイクロ・ナノデバイス / ナノマシン / 電子デバイス
Outline of Final Research Achievements

A nanogap NEMS structure was fabricated and the atomic diffusion prevention mechanism of the two-element nanogap NEMS was evaluated. While a conventional nanogap element loses its function as a non-volatile memory element due to leakage current, the nanogap NEMS structure suppresses the leakage current because of the atom diffusion prevention mechanism in high temperature environments. The non-volatile memory element functionality was maintained even at temperatures above 627 K. We also fabricated a nanogap NEMS with a fullerene encapsulating metal. We studied the nanogap NEMS device using carbon-based nanomaterials containing metallic elements. A planar device was fabricated using a method that forms a thin line of fullerene molecules, and its characteristics were evaluated. To understand this mechanism, we studied the fundamental technologies for transmission electron microscopy experiments such as the nanogap device fabrication method and the crystal control technology.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

2元素からなるナノギャップNEMSにより,900°C環境におけるリーク電流防止機構機能を実現した.高温環境でも機能喪失しない電子デバイスの創成に道を拓いた.また,自己組織化技術を応用して,金属元素を内包する炭素系ナノ材料を用いた2元素NEMS平面素子を製作し,その抵抗スイッチ特性を確かめ,Nano Material Electrical Systemへの道を拓いた.NEMS素子評価のための透過型電子顕微鏡観察実験のための試料加工技術や結晶制御技術など確立した.

Report

(3 results)
  • 2019 Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Evaluation of Nanoimprinting Multilayer Lift-off Process using Spin-on-glass for Nanogap Electrode Array2018

    • Author(s)
      Kyohei Hashiguchi, Kenta Suzuki, Hiroshi Hiroshima, Yasuhisa Naitoh, Hiroshi Suga
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 31 Issue: 2 Pages: 277-282

    • DOI

      10.2494/photopolymer.31.277

    • NAID

      130007481513

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • Year and Date
      2018-06-25
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  • [Journal Article] Thermal robustness evaluation of nonvolatile memory using Pt nanogaps2018

    • Author(s)
      Naitoh Yasuhisa、Suga Hiroshi、Abe Takuya、Otsu Kazuki、Umeta Yukiya、Sumiya Touru、Shima Hisashi、Tsukagoshi Kazuhito、Akinaga Hiroyuki
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 11 Issue: 8 Pages: 085202-085202

    • DOI

      10.7567/apex.11.085202

    • NAID

      210000136321

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pt Nanogap Electrode Fabrication by Two-Layer Lift-Off UV-NIL and Nanowire Breakdown2018

    • Author(s)
      Kyouhei Hashiguchi, Kenta Suzuki, Hiroshi Hiroshima, Yasuhisa Naitoh, Hiroshi Suga
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Nanotechnology

      Volume: 17 Issue: 6 Pages: 1094-1097

    • DOI

      10.1109/tnano.2018.2844125

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  • [Journal Article] Damage-free polymer surface modification employing inward-type plasma2017

    • Author(s)
      Ryo Kanou, Hiroshi Suga, Hideyuki Utsumi, Satoshi Takahashi, Yuuya Shirayama, Norhimichi Watanabe, Stephane Petit, Tetsuo Shimizu
    • Journal Title

      apanese Journal of Applied Physics

      Volume: 56

    • NAID

      210000148160

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      Yukiya Umeta, Zheng Shushu, Hiroshi Suga, Kazuhito Tsukagoshi,
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      小椋英里花,石毛大智,菅洋志
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      橋口恭平, 鈴木健太, 廣島洋, 菅洋志,
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  • [Presentation] Pt Nanogap Electode Fabricated by Two Layer Lift-off UV-NIL and Nanowire- breakdown Process,2017

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      Kyohei Hashiguchi, Kenta Suzuki, Hiroshi Hiroshima, Hiroshi Suga,
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      IEEE NMDC 2017
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 化学気相研磨法を用いた簡便なタングステン微細探針の作製法2017

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      小椋英里花,石毛大智,金子和雅,菅洋志
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  • [Presentation] 走査型電子顕微鏡用インパクト駆動機構アクチュエータの開発2017

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      助川啓太, 立野 真伍, 菅 洋志, 栗原依里, 白山裕也
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  • [Presentation] 電界破断法によるAuナノギャップ電極の結晶性改善2017

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      鈴木博也、菅洋志、角谷透、内藤泰久、塚越一仁,
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      石毛大智,小椋英里花,金子和雅,菅洋志
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      池田一貴,菅洋志,大野輝昭
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      第78回応用物理学会秋季学術講演会
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      橋口恭平, 鈴木健太, 廣島洋, 菅洋志
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      池田一貴,菅洋志,大野輝昭
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      日本電子顕微鏡学会第73回学術講演会
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  • [Remarks] 菅研究室 Publications(研究業績)

    • URL

      https://sites.google.com/a/p.chibakoudai.jp/sugalab/home/publications#presentation

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  • [Remarks] 千葉工業大学 工学部 菅 研究室 Publications

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      https://sites.google.com/a/p.chibakoudai.jp/sugalab/home/publications

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電子線透過膜および電子デバイス2017

    • Inventor(s)
      菅 洋志、狩野 諒、宮脇 淳、清水 哲夫
    • Industrial Property Rights Holder
      菅 洋志、狩野 諒、宮脇 淳、清水 哲夫
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2017
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URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2022-12-28  

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