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単分子誘電体によるメモリ素子の開発および特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 22K14477
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関宇部工業高等専門学校 (2023)
広島大学 (2022)

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)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
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)
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
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。

研究成果の概要

本研究では、単分子内のイオン移動機構を利用することで恰も強誘電体のようにふるまう分子「単分子誘電体」を用いたメモリデバイスの開発に着手した。この材料は分子一つ一つが不揮発性メモリとして振る舞うことができるため、既存の材料を超越した超高密度不揮発性メモリの開発が期待されている。本研究では、「単分子誘電体」のメモリ特性評価を加速させるため、横型トランジスタを採用した。作製した素子に「単分子誘電体」を成膜し特性評価を実施したところ、「単分子誘電体」がメモリとして駆動することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

IoTが加速する現代社会において、高密度不揮発性メモリの需要が高まっている。高密度不揮発性メモリはビッグデータを格納することに留まらず、不揮発性による消費電力の削減が可能である。しかしながら、これらの条件を満たすメモリ材料は限られており、新規材料の台頭が求められている。本研究では、上記の条件を満たす材料として注目されている「単分子誘電体」を用いたメモリの開発に着手した。研究期間を通して「単分子誘電体」がメモリとして駆動することを見出しており、高密度不揮発性メモリの実用化に向け重要な成果を得た。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022

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) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Irreversible Structural Phase Transition in [(9‐triptycylammonium) ([18]crown‐6)][Ni(dmit)<sub>2</sub>]: Origin and Effects on Electrical and Magnetic Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Manabe Jun、Sako Nagisa、Ito Mizuki、Fujibayashi Masaru、Kato Chisato、Cosquer Goulven、Inoue Katsuya、Takahashi Kiyonori、Nakamura Takayoshi、Akutagawa Tomoyuki、Shimono Seiya、Ishibashi Hiroki、Kubota Yoshiki、Nishihara Sadafumi
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: 26 号: 34 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1002/ejic.202300449

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallographic and dielectric studies of tetrahedral {NH<sub>4</sub>@Fe<sub>4</sub>} crystallized with halomethane molecules2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Daiki、Tanaka Chiaki、Fujibayashi Masaru、Nishihara Sadafumi、Takahashi Kiyonori、Nakamura Takayoshi、Akutagawa Tomoyuki、Masuya-Suzuki Atsuko、Tsunashima Ryo
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 25 号: 34 ページ: 4793-4797

    • DOI

      10.1039/d3ce00429e

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluoride-bridged dinuclear dysprosium complex showing single-molecule magnetic behavior: supramolecular approach to isolate magnetic molecules2022

    • 著者名/発表者名
      Wu Dong-Fang、Takahashi Kiyonori、Fujibayashi Masaru、Tsuchiya Naoto、Cosquer Goulven、Huang Rui-Kang、Xue Chen、Nishihara Sadafumi、Nakamura Takayoshi
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 12 号: 33 ページ: 21280-21286

    • DOI

      10.1039/d2ra04119g

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Basket型ポリオキソメタレートの構造変形に伴う誘電特性2024

    • 著者名/発表者名
      藤林将
    • 学会等名
      日本化学会 第104春季年会(2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Concept and Fabrication of Non-Volatile Memory on Single-Molecule Electret2023

    • 著者名/発表者名
      Masaru Fujibayashi, Sadafumi Nishihara
    • 学会等名
      Pre-Xmas Meeting 2023 of EPSRC-JSPS Core-to-Core Collaboration Program International Network on Polyoxometalate Science for Advanced Energy Materials (INPOMs)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dielectric Properties of Basket-Shaped Polyoxometalate Grafted with n-Butyl Moieties2023

    • 著者名/発表者名
      Masaru Fujibayashi
    • 学会等名
      ICPAC (International Congress on Pure & Applied Chemistry) Bali 2022
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単分子誘電体による新奇不揮発性メモリの確立,Establishment of novel type of non-volatile memory devices with single-molecular electret2023

    • 著者名/発表者名
      Masaru Fujibayashi, Yuki Nakano, Chisato Kato, Yoshiteru Amemiya, Akinobu Teramoto, and Sadafumi Nishihara
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会(2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of novel type of non-volatile memory devices with single-molecular electret2023

    • 著者名/発表者名
      Masaru Fujibayashi, Yuki Nakano, Chisato Kato, Yoshiteru Amemiya, Akinobu Teramoto, and Sadafumi Nishihara
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 単分子誘電体を実装した横型トランジスタの作製2022

    • 著者名/発表者名
      藤林将、中野佑紀、加藤智佐都、雨宮嘉照、寺本章伸、西原禎文
    • 学会等名
      2022年度 応用物理・物理学会系 中国四国支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication and Evaluation of Memory Properties of Lateral-type FET with Preyssler-type Polyoxometalates2022

    • 著者名/発表者名
      Masaru Fujibayashi, Yuki Nakano, Chisato Kato, Yoshiteru Amemiya, Akinobu Teramoto, and Sadafumi Nisihara
    • 学会等名
      ICPAC KK 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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