2014 Fiscal Year Research-status Report
自己組織化ナノ結晶による強誘電トンネル効果の解明と新規メモリ素子の実現
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24560374
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
西田 貴司 福岡大学, 工学部, 准教授 (80314540)
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2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノ結晶 / ZnO / 電極膜 / SPM / 原子平坦面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子セラミックスなどの強誘電体材料では新奇な現象として、材料のナノサイズにすると、強誘電分極に影響される特異なトンネル電流が見いだされ、非常に注目されている。しかし、物理機構は未解明であるため、応用への展開が阻まれている。この現象をデバイス応用できれば、メモリのナノサイズ化、超低電力消費化、高い耐久性の究極のメモリ素子が得られるため、物理機構の解明が重要課題である。
本研究は独自の手法として、(1)自己組織化によるナノ結晶の育成、(2)超高感度電流測定による界面評価、を活用して、現象の解明と、応用への展望を得る。
本年は、強誘電体PZT系ナノ結晶の下地導電層、バッファ層としてZnO系ナノ膜の形成を試みた。作製条件の最適化により、サファイア単結晶の原子平坦表面上にZnOナノ膜が得られた。さらに、その上にPZTナノ膜がエピタキシャル成長することが確認され、SPM測定によって、成長様式などの知見が得られた。これを活用することで、より高精度の成長制御でデバイス化に向いた形態の膜作製が期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年は、組成制御により電気的特性の系統的評価を行い、トンネル電流の制御に踏み込む予定であった。しかし、組成制御に必要な、組成分析設備(蛍光X線分析装置)が故障し、実験が遅れた。他の実験を進めつつ、設備修理の諸手続にあたり、年度末には装置は回復した。
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| Strategy for Future Research Activity |
装置故障のため、実験スケジュールが変更となったが、装置が回復したので、保留となっていた実験の実施を進める。サイズ制御に加え、特に組成制御はナノサイズ界面に大きな影響を与え、界面の電位バリア、つまりトンネル電流に大きな影響を与えるものと予想されので、これの解明を進め、トンネル電流の制御と物理機構の定量化に挑む。
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| Causes of Carryover |
材料評価に用いる大型装置の故障のため、実験スケジュールに変更があったため。年度末に復旧させ、スケジュールの回復に取り組んでいる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
各種薄膜用材料および単結晶基板材料、さらにSPMの特殊探針などを購入する予定である。これらは高額であるため、実験結果に応じて購入量の調整をしつつ、最適量の予算利用を進めたい。
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Research Products
(8 results)
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[Presentation] Yuta Tominaga, Takashi Nishida, Kosuke Takata2014
Author(s)
Growth of ferroelectric and conductive atomically flat layer on sapphire substrate for nanosize measurement of ferroelectric nanocrystal
Organizer
International Union of Materials Research Societies- The IUMRS International Conference in Asia 2014 (IUMRS-ICA2014)
Place of Presentation
Fukuoka university
Year and Date
2014-08-24 – 2014-08-30
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