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トランジスタ構造におけるナノイオニクス現象を利用した不揮発性メモリーの高性能化

研究課題

研究課題/領域番号 16K17520
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
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

土屋 敬志  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (70756387)

研究協力者 寺部 一弥  国立研究開発法人・物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス拠点, MANA主任研究者 (60370300)
樋口 透  東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 准教授 (80328559)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード固体イオニクス / 抵抗変化メモリ / 不揮発性メモリ / ナノイオニクス / 酸化還元トランジスタ / 原子スイッチ / 抵抗変化型メモリ / 酸化物薄膜 / イオニクス / 電子デバイス・機器 / マイクロ・ナノデバイス
研究成果の概要

本研究では抵抗変化型メモリにトランジスタ構造を採用することでイオン伝導層と電子伝導層を分担化し、特性向上や新機能の発現を目指した。まずH+・電子混合伝導性WO3薄膜を用いてH+挿入、及び酸素量変化で動作する酸化還元トランジスタを作製した。可逆的スイッチ特性のみならず、ニューロモルフィック素子に利用可能な短期・長期記憶に対応する抵抗変化を示した。次に強相関酸化物SrVO3に注目し、Li+及びH+伝導性薄膜を用いて酸化還元トランジスタを作製した。抵抗変化率のイオン種への依存性から還元反応に伴うV-O-V結合角変化の移動度への影響が示唆され、イオン種や歪の最適化による特性向上の可能性が示された。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] アンナ大学(インド)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Neuromorphic transistor achieved by redox reaction of WO3 thin film2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Takashi、Jayabalan Manikandan、Kawamura Kinya、Takayanagi Makoto、Higuchi Tohru、Jayavel Ramasamy、Terabe Kazuya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 4S ページ: 04FK01-04FK01

    • DOI

      10.7567/jjap.57.04fk01

    • NAID

      210000148955

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Correlated Metal SrVO3 Based All-Solid-State Redox Transistors Achieved by Li+ or H+ Transport2018

    • 著者名/発表者名
      Takayanagi Makoto、Tsuchiya Takashi、Namiki Wataru、Higuchi Tohru、Terabe Kazuya
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 3 ページ: 034802-034802

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.034802

    • NAID

      210000134751

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resonant photoemission and X-ray absorption spectroscopies of lithiated magnetite thin film2017

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiya, K. Kawamura, W. Namiki, S. Furuichi, M. Takayanagi, M. Minohara, M. Kobayashi, K. Horiba, H. Kumigashira, K. Terabe and T. Higuchi
    • 雑誌名

      J. Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 56 号: 4S ページ: 04CK01-04CK01

    • DOI

      10.7567/jjap.56.04ck01

    • NAID

      210000147628

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 全固体酸化還元トランジスタを用いたSrVO3薄膜の導電率変調2018

    • 著者名/発表者名
      高栁真、土屋敬志、並木航、樋口透、寺部一弥
    • 学会等名
      第65回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Neuromorphic Transistor Achieved by Redox Reaction of WO3 Thin Film2017

    • 著者名/発表者名
      Jayabalan Manikandan、Tsuchiya Takashi、Kawamura Kinya、Takayanagi Makoto、Higuchi Tohru、Jayavel Ramasamy、Terabe Kazuya
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials. 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] WO3薄膜を用いたニューロモルフィック素子2017

    • 著者名/発表者名
      高栁真、土屋敬志、マニカンダン ジャヤバラン、樋口透、ジャヤベル ラマザミー、寺部一弥
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 所属機関が作成した研究成果に関するwebページ

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/TSUCHIYA_Takashi

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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