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次世代単分子メモリデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K15367
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
研究機関広島大学

研究代表者

藤林 将  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (30846952)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード誘電体 / 単分子 / トランジスタ / 強誘電体 / メモリ / 分子
研究開始時の研究の概要

当該研究では、単一分子で強誘電体の様に振る舞う「単分子誘電体」を実装したメモリの微細化および集積化を達成する。
近年、我々は電場によって分子内のイオン移動を誘起することで恰も強誘電体の様な振る舞いを示す「単分子誘電体」の開発に成功した。この単分子誘電体は1つの分子で1bitの情報を格納できるため、従来の不揮発性メモリよりも遥かに高い記録密度を実現できる。そこで当該研究では、「単分子誘電体」メモリの実用化を見据え、メモリ素子の微細化と集積化に研究段階を分け、目標を達成する。

研究成果の概要

近年,我々は単分子で恰も強誘電体の様に振る舞う分子「単分子誘電体」の開発に成功した。この物性は,プレイスラー型ポリオキソメタレートと呼ばれる籠型の分子で発見され,外部電場の印可により分子内のイオン移動を誘起することで,分子分極を反転させ,強誘電体の様に振る舞う。本研究では,「単分子誘電体」を用いた単分子デバイスの実用化を目指し,これらを実装したデバイスの作製検討を行うことで,成膜方法の確立,および,基礎特性の解明に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,IoT産業やAIの目まぐるしい発展が進んでおり,それらビッグデータを記録する不揮発性メモリの需要は日々高まっている。この様な背景の中,我々が開発した「単分子誘電体」は分子一つ一つに情報を書き込むことができるため,従来の材用ではなしえない,超高密度不揮発性メモリの開発が期待されている。本プロジェクトは,新規物性をベースにしたデバイス開発という学術面の意義に留まらず,高性能不揮発性メモリの開発が求められている社会に貢献するものであると考えている。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 産業財産権 (4件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Gas-Dependent Reversible Structural and Magnetic Transformation between Two Ladder Compounds2020

    • 著者名/発表者名
      Manabe Jun、Nishida Kazuki、Zhang Xiao、Nakano Yuki、Fujibayashi Masaru、Cosquer Goulven、Inoue Katsuya、Shimono Seiya、Ishibashi Hiroki、Kubota Yoshiki、Shiga Misaki、Tsunashima Ryo、Tatewaki Yoko、Nishihara Sadafumi
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 10 号: 9 ページ: 841-841

    • DOI

      10.3390/cryst10090841

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Phase Transitions of a Molecular Metal Oxide2020

    • 著者名/発表者名
      Fujibayashi Masaru、Watari Yu、Tsunashima Ryo、Nishihara Sadafumi、Noro Shin‐ichiro、Lin Chang‐Gen、Song Yu‐Fei、Takahashi Kiyonori、Nakamura Takayoshi、Akutagawa Tomoyuki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 号: 50 ページ: 22446-22450

    • DOI

      10.1002/anie.202010748

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spin Crossover between the High-Spin and Low-Spin States and Dielectric Switching in the Ionic Crystals of a Fe(II) [2 × 2] Molecular Grid2020

    • 著者名/発表者名
      Uezu Yuta、Tsunashima Ryo、Tanaka Chiaki、Fujibayashi Masaru、Manabe Jun、Nishihara Sadafumi、Inoue Katsuya
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 93 号: 12 ページ: 1583-1587

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200207

    • NAID

      130007955888

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [産業財産権] 圧電材料及び圧電素子2022

    • 発明者名
      西原禎文、栗原英駿、伊藤(加藤)智佐都、藤林将
    • 権利者名
      西原禎文、栗原英駿、伊藤(加藤)智佐都、藤林将
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] クラウンエーテルの供給及び回収方法並びにイオン伝導性結晶2022

    • 発明者名
      西原禎文、伊藤みづき、眞邉潤、藤林将
    • 権利者名
      西原禎文、伊藤みづき、眞邉潤、藤林将
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] Molecular Memory and Method for Manufacturing Molecular Memory2022

    • 発明者名
      S. Nishihara, M. Fujibayashi,他2名
    • 権利者名
      S. Nishihara, M. Fujibayashi,他2名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 単分子誘電体膜および単分子誘電体膜の製造法法2020

    • 発明者名
      西原禎文、藤林将
    • 権利者名
      西原禎文、藤林将
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-128339
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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