| 研究課題/領域番号 |
22K14477
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 宇部工業高等専門学校 (2023)
広島大学 (2022) |
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研究代表者 |
藤林 将 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 助教 (30846952)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 不揮発性メモリ / 強誘電体 / 単分子 / トランジスタ / ポリオキソメタレート / 誘電体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、我々の研究室では、単分子で恰も強誘電体の様に振舞う分子「単分子誘電体」を報告している。「単分子誘電体」は、分子一つ一つに１ビットの情報を格納することができる為、超高密度メモリの開発が期待される。本研究では、「単分子誘電体」メモリの実用化を目指し、特性評価用デバイスの作製、及び、特性評価を実施する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、単分子で恰も強誘電体のようにふるまう分子「単分子誘電体」を用いた不揮発性メモリを開発し、その基礎特性評価および材料改良に取り組んだ。従来の強誘電性は結晶構造の長距離秩序に依存しているため、材料を微細化することでその特性が消失することが知られている。一方で、「単分子誘電体」は分子一つ一つが特性を発現するため、分子サイズまで微細化することが可能であり、既存の微細化限界を超えた超高密度不揮発性メモリの開発が期待される。一方で、半導体業界において「単分子誘電体」は未知の物質であり、クリーンルーム内で素子を開発するためにはデバイスに関する基礎特性が必須である。
この様な背景の中、本研究ではデバイス構造に横型FET（電界効果トランジスタ）を用いることで課題解決に取り組んだ。具体的にはクリーンルーム内で「単分子誘電体」成膜以外の基礎デバイス構造を構築し、作製した素子に「単分子誘電体」膜を成膜することで素子を完成させた。同プロセスを用いることで、クリーンルーム内で材料を用いずに素子を作成可能な点に加え、「単分子誘電体」の耐熱性・耐薬品性などを考慮せず簡易的なデバイス構築を実現した。得られた素子について基礎的なデバイス特性を評価したところ、ゲート電圧の掃引に対するドレイン電流の履歴曲線（メモリウィンドウ）が観測され、「単分子誘電体」が不揮発性メモリとして駆動することを見出した。加えて、ON/OFF比、サイクル性などの評価から、既存の不揮発性メモリと比べて劣らない性質を有することを見出した。
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