2017 Fiscal Year Annual Research Report
Memristor motivated by Li ion insertion/extraction in Li ternary compounds
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15K05984
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| Research Institution | Osaka Kyoiku University |
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Principal Investigator |
串田 一雅 大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (80372639)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗山 一男 法政大学, 理工学部, 教授 (20125082)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | メモリスタ材料 / リチウム化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は平成２７年度から同２９年度までの３か年にわたって行われる。報告者は、本研究において、リチウムイオン２次電池の技術を応用し、メモリスタを試作することを目指す。すなわち、リチウムイオンの挿入・脱離にともなう可逆的な電子構造変化（価電子帯が金属的電子配置～半導体的電子配置に変化）を利用する。
具体的には、【１】Li7MnN4およびLi7-δMnN4（Li7MnN4より漸次リチウムを脱離させた構造）について電子状態計算を行うこと、【２】メモリスタ構造を実際に作成すること、さらには【３】作成したメモリスタ構造において、リチウムを挿入・脱離させた前後で電気抵抗が有意に変化することを明らかにすることを目指している。研究期間３か年の３年目にあたる平成２９年度においては、上記の３事項について研究を進めるとともに、特に、新しいメモリスタ材料としてLi2CN2に着目し、Li2CN2およびLi2CN2より漸次リチウムを脱離させたLi2-δCN2構造における電子状態と電子輸送特性のシミュレーションに注力した。以下に、その概要を報告する。
Li2CN2およびLi2-δCN2構造における電子状態と電子輸送特性は、メモリスタ構造の性能を決定づける重要なパラメーターである。ゆえに、これらに関するシミュレーションを行わないまま、メモリスタ構造の試作に移行することは、研究費用と時間の両面で非効率的であると考えられる。そのため、平成２８年度に当該補助金により購入した２８コアCPUワークステーション２台を用い、Li2-δCN2の超格子構造（２×２×１～３×３×２格子）に対する電子状態計算および電子輸送特性シミュレーションを行った。これにより、「リチウム原子空孔の量と電子状態の相関」を明らかにするとともに、その電子輸送特性も明らかにすることが出来た。
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