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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Switching properties of resistive change memory with tiny limited space for conducting filament formation

Research Project

Project/Area Number 15K04602
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

高瀬 浩一  日本大学, 理工学部, 教授 (10297781)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 清水 智弘  関西大学, システム理工学部, 准教授 (80581165)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords抵抗変化メモリ / フィラメント / スイッチング電圧 / ナノワイヤー / フィラメント形成の抑制
Outline of Annual Research Achievements

抵抗変化メモリは、2枚の金属で挟まれた絶縁体の抵抗状態を記憶できる高速応答メモリであり次世代不揮発性メモリとして期待されている。
抵抗変化は絶縁体が絶縁破壊を起こすときに生じるが、このときの電圧が毎回異なることが実用上大きな障害となっている。これは、フィラメントモデルによると、絶縁破壊時に絶縁体内に電気抵抗の異なる導電性フィラメントが無数に形成されて、スイッチング毎にこれらがランダムに選択されるためだと解釈される。従って、スイッチング電圧のバラツキを改善するためには、絶縁体内に形成される導電性フィラメントの数や種類を少なくすることが望まれる。これを実現するために、端的には、フィラメントが形成される空間を制限すればよいことになる。
そこで、本研究では、全方位に空間制限が可能となるナノワイヤーを用いて、フィラメント形成空間を制限することで、この抵抗変化メモリのスイッチング電圧の再現性が向上するかどうかについて調査した。
ナノワイヤーの作成には、陽極酸化ポーラスアルミナのナノホールをテンプレートとした電解メッキ法を用い、硫酸ニッケル水溶液にてニッケルナノワイヤーを作成した。この方法では、ナノワイヤーはポーラスアルミナのナノホール中に形成される。これを抵抗変化メモリに応用するためには、ナノワイヤーを露出させ、基板に対して垂直に自立していなければならない。このために、ニッケルの埋め込み後、ポーラスアルミナを部分的に除去し、残留ポーラスアルミナがナノワイヤーを支持する構造にした。こうして得られたニッケル金属ナノワイヤーを酸化してNiOナノワイヤーとした。この絶縁体ナノワイヤーを用いた抵抗変化メモリのスイッチング特性を調べた結果、スイッチング電圧のばらつきは、明らかに小さくなった。このことから、フィラメント形成空間の抑制でスイッチング電圧の再現性を向上できることがわかった。

  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Institute of Technology of Bandung(インドネシア)

    • Country Name
      INDONESIA
    • Counterpart Institution
      Institute of Technology of Bandung
  • [Journal Article] Switching behavior of resistive change memory using oxide nanowires2018

    • Author(s)
      Takashige Aono, Kosuke Sugawa, Tomohiro Shimizu, Shoso Shingubara, and Kouichi Takase
    • Journal Title

      JJAP

      Volume: ー Pages: ー

  • [Presentation] I-V Characteristics of NiO Nanowire Based Resistive Change Memory2017

    • Author(s)
      Kouichi Takase, Takashige Aono, Kosuke Sugawa, Tomohiro Shimizu, Shoso Shingubara
    • Organizer
      Electrochemical society meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication and optical properties of Ni/Au bimetal multilayer nanowires2017

    • Author(s)
      Kouichi Takase, Takashige Aono, Kosuke Sugawa, Tomohiro Shimizu, Shoso Shingubara
    • Organizer
      International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Switching property of nanowire based ReRAM2017

    • Author(s)
      Kouichi Takase
    • Organizer
      EMN Meeting on Memristive Switching & Network
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] I-V characteristics of nanowire based resistive change memory2017

    • Author(s)
      Takashige Aono, Kouichi Takase, Kosuke Sugawa, Tomohiro Shimizu, Shoso Shingubara
    • Organizer
      IUMRS-ICAM
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Switching behavior of Resistive Change Memory Using Oxide Nanowire2017

    • Author(s)
      Takashige Aono, Kouichi Takase, Kosuke Sugawa, Tomohiro Shimizu, Shoso Shingubara
    • Organizer
      International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2017)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Resistive Change Memory using Oxide Nanowires2017

    • Author(s)
      Kouichi Takase, Takashige Aono, Kosuke Sugawa, Tomohiro Shimizu, Shoso Shingubara
    • Organizer
      2017 GLOBAL RESEARCH EFFORTS ON ENERGY AND NANOMATERIALS
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-12-17  

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