2021 Fiscal Year Annual Research Report
液中成膜酸化セリウム膜の抵抗変化型メモリへの応用と膜構造制御による低電圧動作化
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19K23571
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
久保田 雄太 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (80851279)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 酸化セリウム膜 / ガスアシスト液中成膜プロセス / 膜構造制御 / アニオン添加 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は主に、昨年度検討が不十分であった膜構成粒子の形態制御による膜構造制御について研究を進めた。具体的には、他の結晶面と比較してより酸素の吸放出能が高い{001}を析出させたナノキューブ堆積膜の作製を目指した。これは、抵抗変化型メモリの抵抗変化要因とされる酸素空孔の生成・消失をより容易にすることで、より低電圧での動作が可能であると考えたためである。
膜構成粒子の形態制御は、本研究で用いたガスアシスト液中成膜プロセスにおける原料溶液に種々添加剤を加えることによって行った。ナノキューブ型酸化セリウム粒子を作製する際に一般的に使用されるオレイン酸ナトリウム等の界面活性剤添加は、昨年度の検討により本プロセスへの適用が困難であった。従って、酸化セリウムの結晶面のうち{001}のみ極性を有しておりアニオン種を吸着させやすいことを考慮して、硝酸イオン、リン酸イオン、クエン酸イオンの添加を目的として、硝酸、硝酸ナトリウム、リン酸、リン酸ナトリウム、クエン酸、クエン酸三ナトリウム等を原料溶液に加えた。
これら添加剤のうち硝酸ナトリウムにおいて、試料{001}ピークの他結晶面ピークに対する強度比が大きく増加しており、膜構成粒子の形態が変化したことが予測された。またその強度比変化から、基板に対して{001}が積層するように膜構成粒子が堆積していると予想された。しかし実際には、膜表面には酸化セリウムの{111}が析出しており、膜構成粒子が{111}八面体となっていることがSEM像から推測された。{111}八面体の頂点が基板と垂直に位置するとき{001}は基板と平行となる。このため、XRD測定では{001}ピークの強度比が増加したものと考えられた。酸化セリウムの{111}は最も安定な面であり有用ではあるが、抵抗変化型メモリの低電圧動作化に向けては、上記アニオン種以外の添加を検討する必要性が見出された。
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Research Products
(2 results)
