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VO2薄膜の相転移を用いたトランジスタの動作原理解明と低電圧動作実現

研究課題

研究課題/領域番号 15K17466
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関東京大学

研究代表者

矢嶋 赳彬  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (10644346)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード酸化バナジウム / モット転移 / 金属絶縁体転移 / 相転移 / 電界効果トランジスタ / ショットキー接合 / 酸化物ヘテロ構造 / エピタキシャル界面 / 固体ゲート / 集団性 / モットトランジスタ
研究成果の概要

集積回路の消費電力を下げるため、より低電圧で動作するトランジスタの開発が急務となっている。本研究では酸化バナジウムの金属絶縁体転移を、電界トランジスタのチャネルに埋め込むことで、より急峻なスイッチングを可能にし、それによってトランジスタの低電圧化を行うことを目標とした。トランジスタのゲート電圧によって酸化バナジウムの金属絶縁体転移を誘起することに成功したほか、界面近傍の電子状態評価や、界面近傍とそれ以外の場所との電子的相互作用を詳細に調べることで、従来の電界効果トランジスタには見られない新しい動作メカニズムを解明した。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 8件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Identifying the Collective Length in VO2 Metal/Insulator Transistions2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yajima, T. Nishimura, A. Toriumi
    • 雑誌名

      Small

      巻: 13 号: 12

    • DOI

      10.1002/smll.201603113

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Drastic change in electronic domain structures via strong elastic coupling in VO2 films.2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yajima, Y. Ninomiya, T. Nishimura, A. Toriumi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 91 号: 20 ページ: 205102-205102

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.205102

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Positive-bias gate-controlled metal-insulator transition in ultrathin VO2 channels with TiO2 gate dielectrics.2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yajima, T. Nishimura, A. Toriumi
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 6 号: 1 ページ: 10104-10104

    • DOI

      10.1038/ncomms10104

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Time Response Characteristics of the VO2 Mott Transistor.2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yajima
    • 学会等名
      JSPS MEETING 2016 (C2C Program)
    • 発表場所
      ユーリッヒ研究センタ(Julich, Germany)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Collective gate modulation in Mott transistors with ultrathin VO2 channels.2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yajima
    • 学会等名
      2016 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices
    • 発表場所
      函館国際ホテル(函館市・北海道)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Time Response to The Gate Voltagein Strongly Correlated TransistorsUsing Epitaxial VO2/TiO2 Stacks2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yajima
    • 学会等名
      Workshop on Oxide Electronics 23
    • 発表場所
      Nanjing International Conference Hotel(南京・中国)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time Response of Gate-Controlled Metal-Insulator Transitions in Ultrathin VO2 Channels2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yajima
    • 学会等名
      SSDM2016
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば・茨城県)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VO2薄膜への局所的な不純物ドープによる独立フォノンの形成2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yajima
    • 学会等名
      応用物理学会2016 秋季講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟・新潟県)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Interaction between 2D Electrons and 3D Metal-Insulator Transitions in VO2-Channel Transistors.2015

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Yajima
    • 学会等名
      CEMS Topical Meeting on Oxide Interfaces
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県・和光市)
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solid-State Operation of Mott Transistors with Ultra-Thin VO2 Channels2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yajima, T. Nishimura, A, Toriumi
    • 学会等名
      SSDM 2015
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interaction between 2D electrons and 3D metal-insulator transition in VO2-channel transistors2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yajima, T. Nishimura, and A. Toriumi
    • 学会等名
      ep2ds-21
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Critical Role of Domain Boundary Parallel to the Interface in the Operation of VO2 Mott Transistors2015

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Akira Toriumi
    • 学会等名
      2015 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(USA)
    • 年月日
      2015-04-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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