2014 Fiscal Year Annual Research Report
多値ＲｅＲＡＭ搭載のナノドットアレイによる多入力多出力フレキシブルデバイスの研究
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24360128
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
高橋 庸夫 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90374610)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有田 正志 北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (20222755)
小野 行徳 富山大学, その他の研究科, 教授 (80374073)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 少数電子素子 / 抵抗変化メモリ / 電子デバイス・機器 / 先端機能デバイス / 省エネルギーデバイス / 揺らぎ許容デバイス / フレキシブルデバイス / 量子情報処理デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノドットアレイと抵抗変化メモリを用いた単電子パルスニューロン回路などのフレキシブルで冗長なシステム構築に向けて、検討を行った。
ナノドットアレイでは、多重ドットを1列に配置する手法として、これまで利用してきたパターン依存酸化法に加えて、これをさらに改良し、ナノドットアレイの配置の自由度を高めると同時に簡略化できる手法を考案し、実際にナノドットの作製を確認した。すなわち、ゲート電極をマスクにした酸化を用いることで、これまでの手法と比べて圧倒的に容易に多重ドットを作製できることを実験的に確認することに成功した。
加えて、機能デバイスとしての応用としては、パターン依存酸化法で作製した2次元のアレイ型デバイスを用い、多入力ゲートに対する新たな応答を確認した。入力ゲートが多くのナノドットと容量接続している場合には、高い論理機能性が出せることは確認しているが、小数の限られたドットとしか接続していない場合には、高い機能は期待できなかった。しかし、入力ゲート数を10個以上に増大した場合、全てのゲートを多くのナノドットと接続することは、構造的に無理になる。この問題を解決するため、ナノドット内の電子数が数個（1-3個）と少ない場合においては、ドット間の接続で、離れたドットの情報が影響し特性が変動することが示され、実際、相互に干渉しないゲート配置にもかかわらず、排他的論理和の演算ができることを示した。
抵抗変化メモリ（ReRAM）素子の検討では、MoOxを材料として選択し、MOSFETを埋め込んだ構造のデバイスを用いることで、アナログ的な特性が得られることを示した。同時に、更なる特性改善を目指して、WOxとTaOxをReRAM材料として用い、良好な抵抗スイッチ動作の確認に成功した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] The research of excited states in Si-SET2014
Author(s)
Hikaru Sato, Takafumi Uchida, Isamu Yoshioka, Akira Fujiwara, Masashi Arita, and Yasuo Takahashi
Organizer
The 6th IEEE International Nanoelectronics Conference, (IEEE INEC 2014)
Place of Presentation
Hokkaido Univ., Japan
Year and Date
2014-07-28 – 2014-07-31
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[Presentation] Switching characteristics of Cu-MoOx ReRAM2014
Author(s)
Takahiro Hiroi, Akitoshi Nakane, Takashi Fujimoto, Masashi Arita, Hideyuki Ando, Takashi Morie, and Yasuo Takahashi
Organizer
The 6th IEEE International Nanoelectronics Conference, (IEEE INEC 2014)
Place of Presentation
Hokkaido Univ., Japan
Year and Date
2014-07-28 – 2014-07-31
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[Presentation] In-situ TEM Observation of ReRAM Switching2014
Author(s)
Yasuo Takahashi and Masashi Arita
Organizer
The 2014 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai (IMFEDK 2014)
Place of Presentation
Ryukoku University Avanti Kyoto Hall, Kyoto, Japan
Year and Date
2014-06-19 – 2014-06-20
Invited
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