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GaN系共鳴トンネルダイオードでのサブバンド間遷移を用いた高速不揮発メモリの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06409
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

永瀬 成範  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80399500)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード電子デバイス・機器 / 窒化物半導体 / 量子井戸 / トンネル現象 / 超高速情報処理
研究成果の概要

ピコ秒オーダーで動作可能な高速不揮発メモリの実現に向けて、窒化ガリウム系共鳴トンネルダイオード(GaN系RTD)でのサブバンド間遷移を用いた高速不揮発メモリの研究を行った。GaN系RTDの結晶性改善による安定動作化及び高速パルスを用いた動作原理検証実験に成功するとともに、時定数低減によるピコ秒オーダーでの高速動作化及び量子井戸構造最適化による1V以下での低電圧動作化の可能性を示すことで、本不揮発メモリの実現の可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

省電力コンピューティングおよび高速ロジック回路等への応用に向けて、ピコ秒オーダーで動作可能な高速な不揮発メモリの実現が期待されている。本研究成果は、その候補となる不揮発メモリの実現の可能性を示したものである。また、本研究で得られた窒化物半導体に関する知見や技術は、他の窒化物半導体デバイスの進展にも寄与できる可能性があることから、学術的にも社会的にも意義がある。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Growth and Characterization of GaN/AlN Resonant Tunneling Diodes for High‐Performance Nonvolatile Memory2020

    • 著者名/発表者名
      Nagase Masanori、Takahashi Tokio、Shimizu Mitsuaki
    • 雑誌名

      physica status solidi (a)

      巻: 218 号: 3 ページ: 2000495-2000495

    • DOI

      10.1002/pssa.202000495

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Switching characteristics of nonvolatile memory using GaN/AlN resonant tunneling diodes2019

    • 著者名/発表者名
      Nagase Masanori、Takahashi Tokio、Shimizu Mitsuaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: 9 ページ: 091001-091001

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab1b58

    • NAID

      210000156853

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization of nonvolatile memory operations using GaN/AlN resonant tunneling diodes by reducing structural inhomogeneity2018

    • 著者名/発表者名
      Nagase Masanori、Takahashi Tokio、Shimizu Mitsuaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 7 ページ: 070310-070310

    • DOI

      10.7567/jjap.57.070310

    • NAID

      210000149244

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 窒化物半導体デバイスの開発2020

    • 著者名/発表者名
      永瀬成範
    • 学会等名
      文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム利用成果発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高効率コンピューティングに向けた高速不揮発メモリの開発2020

    • 著者名/発表者名
      永瀬成範、高橋言緒、清水三聡
    • 学会等名
      InterOpto 2020(技術展示会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] New nonvolatile memory using GaN-based resonant tunneling diodes2019

    • 著者名/発表者名
      Nagase Masanori
    • 学会等名
      The EMN Meeting on Epitaxy 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GaN/AlN共鳴トンネルダイオードを用いた不揮発メモリ特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      永瀬成範、高橋言緒、清水三聡
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] データセンターの省電力化を可能にする不揮発メモリ技術2018

    • 著者名/発表者名
      永瀬成範、高橋言緒、清水三聡
    • 学会等名
      InterOpto 2018(技術展示会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of nonvolatile memory operations using GaN/AlN resonant tunneling diodes2018

    • 著者名/発表者名
      永瀬成範、高橋言緒、清水三聡
    • 学会等名
      The 45th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GaN/AlN共鳴トンネルダイオードの双安定性を用いた不揮発メモリの安定動作化2017

    • 著者名/発表者名
      永瀬成範、高橋言緒、清水三聡
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 産業技術総合研究所 エレクトロニクス・製造領域 電子光技術研究部門ホームページ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/esprit/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 共鳴トンネルダイオード素子2017

    • 発明者名
      永瀬成範、清水三聡、時崎高志
    • 権利者名
      永瀬成範、清水三聡、時崎高志
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 共鳴トンネルダイオード素子2017

    • 発明者名
      永瀬成範、清水三聡、時崎高志
    • 権利者名
      永瀬成範、清水三聡、時崎高志
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-234229
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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