| Project/Area Number |
19K04468
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Tohei Tetsuya 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (00463878)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 酸化物メモリスタ / 透過型電子顕微鏡その場観察 / 酸化チタン / 第一原理計算 / 抵抗変化現象 / 人工シナプス / 酸化物半導体 / 透過型電子顕微鏡 / 電子顕微鏡その場観察 / ルチル型TiO2 / 点欠陥 / 酸化物 / TEMその場観察 |
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| Outline of Research at the Start |
時間に依存した新奇なメモリスタ特性（電圧印加により誘起される不揮発的な電気抵抗変化）を示す金属酸化物（SrTiO3，TiO2）ベースの抵抗変化材料に関して、電気特性評価、高分解能その場透過型電子顕微鏡観察、第一原理理論計算を連携した解析を行う。実験および理論的解析により得られた緩和型メモリスタ特性の微視的メカニズム（原子欠陥の移動・集散に伴う局所状態変化）の知見から、多様で動的なシナプス様特性を示すメモリスタの制御と設計につながる指針を獲得する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Oxide based memristors with time-dependent resistive change properties were studied by TEM operand experiments and theoretical calculations. By performing high resolution electron microscopy under voltage biasing conditions, we observed dynamic behavior of microstructural change in the resistive change devices at nanometer scale. We have discussed resistive change mechanisms based on oxygen vacancy behaviors. We also implemented time-dependent synaptic properties and associative learning by using multi-terminal memristive devices.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の電子顕微鏡観察にもとづく解析の結果から，抵抗変化（メモリスタ）素子の特性発現の鍵となる動的な微細構造変化の詳細が明らかになった．これらの知見は，未だ不明な点が多いメモリスタ素子の動作機構の理解を深めるとともに，メモリスタの挙動をより微細な時空間スケールで制御するための指針になると考えられる．これにより，抵抗変化現象にもとづく高効率・高機能な新規不揮発メモリおよび人工シナプス素子の開発に役立つと期待される．
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