単一分子接合の形成過程と構造熱揺らぎに関する第一原理シミュレーション
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Architectonics: Orchestration of Single Molecules for Novel Function |
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| Project/Area Number |
26110501
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
中山 哲 北海道大学, 触媒科学研究所, 准教授 (10422007)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 第一原理計算 / 抵抗変化型メモリ / ReRAM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
不揮発性抵抗変化型ランダムアクセスメモリ（ReRAM）は抵抗変化が高速であり、大きな抵抗変化比を保ったまま微細加工できるために次世代メモリとして期待されている。酸化物（Ox）を金属電極（Metal）で挟んだM－Ox－M構造における抵抗スイッチ効果を利用したメモリの研究開発が活発に行われており、本研究では、第一原理シミュレーションを基に、その伝導パス（フィラメント）の形成過程と構造熱揺らぎに着目した計算を行った。具体的には、実験報告のあるタンタル酸化物を利用した系について検討した。
まず、タンタル酸化物の結晶構造と酸素欠陥導入による構造変化と電子状態変化を調べた。室温で最も安定なλ構造を取り上げ、構造最適化計算によりTa-O平面内での酸素欠陥が安定であることがわかった。欠陥導入後に500 Kで分子動力学計算を行ったところ、Ta-O平面構造が大きく揺らいでおり、その結合ネットワークの再配列が酸素欠陥の移動を促進していることが予測された。次に、タンタルを電極としたM-Ox-Mモデルを構築し、Ta-O平面内の酸素欠陥濃度と第一原理伝導計算による輸送特性の相関を得た。さらに、ON状態にした後、500 Kで分子動力学法を行い、その構造が熱力学的に安定であることも確認した。最後に、スイッチング効果に対してAccelerated MD法を用いてタンタル酸化物中の酸素イオンを電極側に移動させることで、SET/RESET動作を電極界面での酸化還元過程として捉え、大きな抵抗変化比を再現できることを示した。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(26 results)
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[Journal Article] Synthesis of yellow and red fluorescent 1,3a,6a-triazapentalenes and the theoretical investigation of their optical properties2015
Author(s)
Kosuke Namba, Ayumi Osawa, Akira Nakayama, Akane Mera, Fumi Tano, Yoshiro Chuman, Eri Sakuda, Tetsuya Taketsugu, Kazuyasu Sakaguchi, Noboru Kitamura, Keiji Tanino
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Journal Title
Chemical Science
Volume: 6
Issue: 2
Pages: 1083-1093
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Total Synthesis of Palau’amine2015
Author(s)
K. Namba, K. Takeuchi, Y. Kaihara, M. Oda, A. Nakayama, A. Nakayama, M. Yoshida, and K. Tanino
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 6
Issue: 1
Pages: 8731-8731
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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