2017 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of oxide nano-transistors and control of metal-insulator transition of single domain
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16H03871
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
神吉 輝夫 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (40448014)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 酸化物エレクトロニクス / ナノテクノロジー / 電界効果トランジスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ナノスケールの単一の電子相ドメインにアプローチできるほど小さなチャネルを持つ酸化物極限ナノトランジスタを創出し、電界効果制御により超巨大On/Offスイッチング・メモリ機能が発現することを実証する。本研究課題の成果を下記に記す。
（１）これまで、申請者が培ってきたパルスレーザデポジション（PLD）法による酸化物エピタキシャル単結晶作製技術とナノインプリント微細加工技術を用いて、1 cm x 1 cmの基板上に50個以上の単結晶VO2ナノワイヤーを一括作製する。TiO2(001)基板上の単結晶VO2薄膜のドメインは、我々の先行研究から10 nm～15 nmで整列していると考えられる。そのため、VO2チャネル作製には、10数ナノ幅のナノワイヤー化を行う必要があった。本年度は20 nm幅の電極ギャップの作製に成功し、単一ドメインの金属-絶縁体相転移による超急峻な電気抵抗変化を確認できた。また、学術論文に成果を発表することができた。
２）電界効果による単相～多値電子相制御
VO2ナノワイヤーにサイドから電界を印加するプレーナー型FET、及び高比誘電率ゲート材料を用いた縦型FETの両者を作製した。プレーナー型FETでは、チャネル側面に電界が集中し、これまで我々が行ってきた先行研究から、単結晶VO2の場合ナノチャネル幅を狭くすることでOn/Off比性能が向上していること確認し、理論解析を行った。
また、高比誘電率ゲートを用いた縦型FETにおいても同様にチャネル幅・長さを変化させたFET構造を作製し、On/Off比性能の最大化を狙い、Mott-FETの特徴である巨大応答性能を引き出す。ナノワイヤーVO2チャネルを用いることにより、従来の薄膜FETに比べて、一桁程度大きなOn/Off比を確認できた。この成果も学術論文誌で発表することができた。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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