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2013 Fiscal Year Annual Research Report

磁気機能を有するバイポーラー抵抗スイッチング素子のメモリスター応用

Research Project

Project/Area Number 23656215
Research InstitutionOsaka Electro-Communication University

Principal Investigator

中村 敏浩  大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (90293886)

Keywords酸化物エレクトロニクス / ペロブスカイト / 抵抗スイッチング / ReRAM / メモリスター / 交流インピーダンス法 / 分光エリプソメトリー
Research Abstract

本研究は、Pr1-xCaxMnO3(PCMO)等のペロブスカイト型Mn酸化物薄膜を用いたバイポーラー抵抗スイッチング素子のメモリスター応用に向けて、素子の構成材料の物性を最適化することを目的としている。これまでに、我々は、Pr/Ca元素組成比や結晶化の割合を変えたPCMO薄膜を用いた素子の解析を進め、PCMO薄膜そのものの物性が素子の抵抗スイッチング特性に対して影響を及ぼすことを確認した。平成25年度は、ペロブスカイト型酸化物薄膜で生じている物理化学現象に注目し、分光エリプソメトリー法による解析作業を進め、PCMO薄膜の光学特性と素子の抵抗スイッチング特性との間の相関について調べた。
また、これまでに、交流インピーダンス法による抵抗スイッチング素子の解析も進め、Al/PCMO/Pt素子では、素子全体の抵抗変化に対してAl電極とPCMO薄膜との界面における抵抗変化が支配的であることなどを見出してきたことから、薄膜と電極の界面の酸化状態が抵抗スイッチング特性に及ぼす影響を系統的に解析した。具体的にはPCMO薄膜の表面を大気圧プラズマにより生成したヒドラジンあるいは水素プラズマにより還元処理することにより、素子の電気特性がどのように変化するかを調べた。このような還元処理により、電極近傍の薄膜中の酸素欠陥濃度を系統的に変えることにより、抵抗スイッチング動作の根幹である電極界面酸化物の生成反応の進み具合を変えることができるものと考えられる。薄膜表面に還元処理を施すことにより、抵抗スイッチングに必要な電圧値を低減できるという有用な結果が得られた。

  • Research Products

    (10 results)

All 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Spectroscopic ellipsometry analysis of perovskite manganite films for resistance switching devices2013

    • Author(s)
      M. Yamada, O. Sakai, and T. Nakamura
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: (in press)

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2013.11.145

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Isotopic study on metalorganic chemical vapor deposition of manganite films2013

    • Author(s)
      T. Nakamura
    • Journal Title

      Surface & Coatings Technology

      Volume: 230 Pages: 213-218

    • DOI

      10.1016/j.surfcoat.2013.06.060

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Impedance spectroscopic study on metal oxide memristive devices2014

    • Author(s)
      T. Nakamura
    • Organizer
      European Materials Research Society (E-MRS) 2014 Spring Meeting
    • Place of Presentation
      Lille, France
    • Year and Date
      20140526-20140530
  • [Presentation] パルスRFスパッタリング法による抵抗変化材料薄膜の作製2014

    • Author(s)
      塚本真大, 山田昌樹, 酒井道, 中村敏浩
    • Organizer
      2014年(平成26年)春季 第61回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学(相模原キャンパス)
    • Year and Date
      20140317-20140320
  • [Presentation] 大気圧プラズマを用いて生成されたヒドラジンによる抵抗変化薄膜の還元処理2014

    • Author(s)
      山田昌樹, 酒井道, 中村敏浩
    • Organizer
      2014年(平成26年)春季 第61回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学(相模原キャンパス)
    • Year and Date
      20140317-20140320
  • [Presentation] Atomic Composition on Surface and I-V Characteristics of Pr1-xCaxMnO3 treated in H2 Plasmas2014

    • Author(s)
      T. Ishida, K. Takahashi, and T. Nakamura
    • Organizer
      The 8th International Conference on Reactive Plasmas (ICRP-8) and the 31st Symposium on Plasma Processing (SPP-31)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      20140203-20140207
  • [Presentation] Impedance spectroscopic study on resistance switching memory devices2013

    • Author(s)
      T. Nakamura
    • Organizer
      Energy, Materials, and Nanotechnology (EMN) Fall Meeting (2013 EMN Fall Meeting)
    • Place of Presentation
      Orlando, Florida, USA
    • Year and Date
      20131207-10
    • Invited
  • [Presentation] Pr1-xCaxMnO3薄膜の光学特性と抵抗スイッチング特性との相関2013

    • Author(s)
      山田昌樹, 酒井道, 中村敏浩
    • Organizer
      2013年(平成25年)秋季 第74回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京田辺キャンパス)
    • Year and Date
      20130916-20130920
  • [Presentation] Isotopic Study on Metalorganic Chemical Vapor Deposition of Manganite Films2013

    • Author(s)
      T. Nakamura
    • Organizer
      The 19th European Conference on Chemical Vapor Deposition (EUROCVD-19)
    • Place of Presentation
      Varna, Bulgaria
    • Year and Date
      20130901-06
  • [Presentation] Spectroscopic ellipsometry analysis of perovskite manganite films for resistance switching devices2013

    • Author(s)
      M. Yamada, T. Xu, and T. Nakamura
    • Organizer
      The 6th International Conference on Spectroscopic Ellipsometry (ICSE-VI)
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      20130526-31

URL: 

Published: 2015-05-28  

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