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強誘電性半導体を用いた新規演算素子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18760236
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

吉村 武  大阪府立大学, 工学研究科, 助教 (30405344)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2006年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード強誘電性半導体 / 不揮発性記憶 / 薄膜トランジスタ / YMnO_3 / YbFe_2O_4 / BiFeO_3 / 酸化物エレクトロニクス
研究概要

近年,機能性の酸化物を用いて新規な電子デバイスを創製する酸化物エレクトロニクスの分野が注目を集めている本研究では,半導体的な性質と強誘電性を併せ持つ強誘電性半導体を開発し,新規な不揮発性記憶機能を有する薄膜トランジスタ(TFT)の実現を目指した.強誘電性半導体として3つの物質に着目し,それぞれ薄膜を作製してその物性を調べた最も有望な物質であると考えたRMn0_3系強誘電体(Rは希土類元素)では,YMn0_3およびYbMn0_3の薄膜を作製した.10^<-2>A/cm^2程度のリーグ電流を示す薄膜においても強誘電性を確認することができ,電位伝導性と強誘電性の共存が可能であることを示す結果が得られた.一方で異方性を有する結晶でありながら,電気伝導特性の結晶方位依存性は確認できず,提案するTFTに応用するためには課題があることがわかった.また,大きな自発分極を有する一方でリーグ電流が大きくなりやすい物質として知られているBiFe0_3についても強誘電性半導体となる可能性があると考え,薄膜の電気的特性を調べた原子間力顕微鏡を用いた微小領域のリ-ク電流特性の解析から, BiFeO_3の電気伝導機構およびMnの微量添加によりリーグ電流特性が変化する起源について考察した.さらに,電気伝導特性の結晶方位依存性が大きくなることが期待できる電荷秩序型強誘電体YbFe0_3の薄膜の作製も行った本研究において初めて薄膜の合成に成功し,バルクで報告されている特徴に類似した電気伝導特性を示すことを確認した.本研究では,試作したTFTの動作の確認には至らなかったが,強誘電性半導体としての特徴を有する物質が存在することを見出すことができた.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Magnetic and Dielectric Properties of Yb(Mn_1-xAl_x)O_3 Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      K.Fukae, T.Takahashi, T.Yoshimura and N.Fujimura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Antiferromagnetic Ordering on Ferroelectric Polarization Switching of YMnO_3 Epitaxial Thin Films2007

    • 著者名/発表者名
      K.Maeda, T.Yoshimura and N.Fujimura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control 54

      ページ: 2641-2644

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiferroic Behaviors of YMnO_3 and YbMnO_3 Epitaxial Films (INVITED PAPER)2007

    • 著者名/発表者名
      N.Fujimura, N.Shigemitsu, T.Takahashi, A.Ashida, T.Yoshimura
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine Letters 87, 3-4

      ページ: 193-201

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Frustration Behavior of Ferroelectric Ferromagnet YbMnO_3 Epitaxial Films2007

    • 著者名/発表者名
      N.Fujimura, T.Takahashi, T.Yoshimura, A.Ashida
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics (In press)(accepted for publication)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Growth and Ferromagnetic Properties of Ferroelectric YbMnO_3 Thin Films2006

    • 著者名/発表者名
      T.Takahashi, T.Yoshimura, N.Fujimura
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 45

      ページ: 7329-7331

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of YMnO_3 Epitaxial Thin Films and the Magnetic-Ferroelectric Correlation Phenomena2006

    • 著者名/発表者名
      K.Maeda, N.Shigemitsu, T.Yoshimura, N.Fujimura
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 31, [1]

      ページ: 185-188

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic and Ferroelectric Properties of YMnO_3 Epitaxial Thin Films2006

    • 著者名/発表者名
      K.Maeda, T.Yoshimura, N.Fujimura
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Proceedings (In press)(Accepted)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 電荷秩序型強誘電体Yre_2O_<4-x>の電気伝導特性2007

    • 著者名/発表者名
      吉村 武
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2007-09-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic and Dielectric Properties of Yb(Mn_<1-x>AI_x)O_3 Thin Films2007

    • 著者名/発表者名
      K. Fukae
    • 学会等名
      The 16th IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics
    • 発表場所
      奈良市
    • 年月日
      2007-05-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Antiferromagnetic Ordering on Ferroelectric Polarization Switching of YMnO_3 Epitaxial Thin Films2007

    • 著者名/発表者名
      K.Maeda
    • 学会等名
      The 16th IEEE International Symposium on theApplications of Ferroelectrics
    • 発表場所
      奈良市
    • 年月日
      2007-05-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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