Monolithic phase change oscillator network based on two-dimensional materials

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K18816
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: Mahito Yamamoto 関西大学, システム理工学部, 准教授 (00748717)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 二次元物質 / 相転移物質 / 振動子

Outline of Final Research Achievements

The objective of this work is to fabricate gate-tunable oscillator devices based on a van der Waals heterostructure of VO2 and MoS2. In this work, we demonstrated growth of transferrable VO2 wires on Si/SiO2 substrates using the physical vapor deposition method. Furthermore, we successfully fabricated VO2-contacted MoS2 field-effect transistors by transferring VO2 on MoS2. The results have implications for applications of the VO2/MoS2 van der Waals heterostructure transistors to gate-tunable oscillators.

Free Research Field

デバイス工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、振動子の集団同期現象を利用した新奇コンピュータがその低消費電力性から注目を集めている。実際に、振動子を大規模集積しコンピュータを構成するためには、振動子自体が微細性と集積性を有し、さらに振動周波数を変調可能であることが求められる。本研究では、絶縁体－金属相転移を示すことから振動子への応用が期待されているVO2をナノ細線状に大量合成することに成功し、さらにVO2ナノ細線と二次元半導体MoS2とのヘテロ構造トランジスタを作製し、ゲート電圧による相転移制御の可能性を開拓した。したがって、本研究ははVO2相転移振動子を用いた新奇コンピューティングの実現への第一歩として意義があると考えられる。