強相関酸化物ヘテロ構造の競合性を利用した機能開拓

• 研究課題/領域番号: 24760557
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 山田 浩之 独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (00415762)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 強相関酸化物 / モット転移 / 強誘電体 / 電界効果 / 界面 / ヘテロ接合 / 抵抗スイッチング

研究概要

「強相関モット転移」、すなわち通常の半導体とは全く異なる動作原理で発現するスイッチング現象と、強誘電体の複合により不揮発デバイス機能を開拓した。特に、新しい強相関酸化物（モット転移を示す物質）と強誘電体を組み合わせたトランジスタにおいて、強相関酸化物としてはこれまでで最大となる不揮発抵抗スイッチング（強誘電電界効果）を発見した。また強相関酸化物/強誘電体間の界面原子配列に着目することにより、その動作原理を解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Resistive switching characteristics in dielectric/ferroelectric composite devices improved by post-thermal annealing at relatively low temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Tsurumaki-Fukuchi、H. Yamada、A. Sawa
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 104 号: 9 ページ: 92903-92903
  • DOI: 10.1063/1.4867260
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic and electronic properties of (LaMnO3)5(SrMnO3)5 superlattice (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kubota, H. Yamada, H. Nakao, J. Okamoto, Y. Yamasaki, A. Sawa, Y. Murakami
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 5S1 ページ: 05FH07-05FH07
  • DOI: 10.7567/jjap.53.05fh07
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron magnetic scattering study in manganite thin film system (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Nakao, H.Yamada, A.Sawa, K.Iwasa, J.Okamoto, T.Sudayama, Y.Yamasaki, Y.Murakami
  • 雑誌名: Solid State Communications 巻: 185 ページ: 18-20
  • DOI: 10.1016/j.ssc.2014.01.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelectric control of a Mott insulator (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada、M. Marinova, P. Altuntas, A. Crassous, L. Begon-Lours, S. Fusil, E. Jacquet, V. Garcia, K. Bouzehoudane, A. Gloter, J.E. Villegas, A. Barthelemy, M. Bibes
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 2834-2834
  • DOI: 10.1038/srep02834
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resistive switching artificially induced in a dielectric/ferroelectric composite diode (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Tsurumaki-Fukuchi、H. Yamada、A. Sawa
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 103 号: 15 ページ: 152903-152903
  • DOI: 10.1063/1.4824214
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrolyte-gated SmCoO3 thin-film transistors exhibiting thickness-dependent large switching ratio at room temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: P. -H. Xiang, S. Asanuma, H. Yamada, H. Sato, I. H. Inoue, H. Akoh, A. Sawa, M. Kawasaki, Y. Iwasa
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 25 号: 15 ページ: 2158-2161
  • DOI: 10.1002/adma.201204505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase diagrams of strained Ca1-xCexMnO3 films (2012)
  • 著者名/発表者名: P.-H. Xiang, H. Yamada, H. Akoh, and A. Sawa
  • 雑誌名: Journal Applied Physics 巻: 112 号: 11 ページ: 113703-113703
  • DOI: 10.1063/1.4768198
  • 査読あり
• [学会発表] 強誘電トンネル接合における抵抗スイッチング現象 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田浩之
  • 学会等名: 新世代研究所(ATI)・界面ナノ科学研究会
  • 発表場所: 愛知県蒲郡市
  • 年月日: 2014-04-11
  • 招待講演
• [学会発表] 金属/BaTiO_3/酸化物トンネル接合における強誘電抵抗スイッチング (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田浩之、福地厚、豊崎喜精、石橋章司、澤彰仁、小林正起、中尾裕則、堀場弘司、組頭広志
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 青山学院大学(神奈川県相模原市)
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] Resistive Switching in Ferroelectric Tunnel Junctions (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada
  • 学会等名: China-Japan-Korea workshop on RRAM and Functional Oxide Workship , Institute of Micro-Electronics, Chinese Academy of Science (CAS)
  • 発表場所: Beijing, China(invited)
  • 年月日: 2014-01-16
• [学会発表] 金属/BaTiO3/酸化物トンネル接合における強誘電抵抗スイッチング (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田浩之、福地厚、豊崎喜精、石橋章司、澤彰仁、小林正起、中尾裕則、堀場弘司、組頭広志
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 青学大・神奈川県相模原市
• [学会発表] Resistive Switching in Ferroelectric Tunnel Junctions (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Yamada
  • 学会等名: China-Japan-Korea workship on RRAM and Functional Oxide Workshop
  • 発表場所: IME-CAS, 北京、中華人民共和国
  • 招待講演
• [学会発表] 強誘電トンネル接合における抵抗スイッチング現象 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田 浩之
  • 学会等名: 新世代研究所 界面ナノ科学研究会
  • 発表場所: 愛知県蒲郡市
  • 招待講演
• [学会発表] Pt/BaTiO_3/SrRuO_3強誘電トンネル接合の作製と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田浩之、福地厚、豊崎喜精、澤彰仁
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 同志社大学(京都府京田辺市)
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] 擬正方晶BiFeO_3/CaMnO_3ヘテロ接合における強誘電電界効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田浩之, P. Altuntas, A. Crassous, E. Jacquet, J.E. Villegas, K. Bouzehouane, M. Bibes, A. Barthélémy
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 神奈川工科大(神奈川県厚木市)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Pt/ BaTiO3/SrRuO3強誘電トンネル接合の作製と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田 浩之、 福地 厚、 豊崎 喜精、 中尾 裕則、 澤 彰仁
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 同志社大・京都府
• [学会発表] Ferroelectric Field Effect in Supertetragonal BiFeO_3/CaMnO_3 Heterostructure (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, P. Altuntas, A. Crassous, E. Jacquet, J.E. Villegas, K. Bouzehouane, M. Bibes, A. Barthélémy、M. Marinova, A. Gloter, K. March, O. Stephan
  • 学会等名: The 19^<th> international workshop on oxide electronics
  • 発表場所: Aperdoorn, the Netherlands
  • 年月日: 2012-10-02
• [学会発表] Ferroelectric Tunnel Junction Based on Supertetragonal BiFeO_3 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, V. Garcia, S. Fusil, E. Jacquet, K. Bouzehouane, M. Bibes, A. Barthélémy
  • 学会等名: The 19^<th> international workshop on oxide electronics
  • 発表場所: Aperdoorn, the Netherlands
  • 年月日: 2012-10-01
• [学会発表] Impacts of changing in interfacial band structures on ferroelectric resistive switching effect at Schottky-like BiFeO_3 interfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Tsurumaki-Fukuchi, H. Yamada, A. Sawa
  • 学会等名: The 19^<th> international workshop on oxide electronics
  • 発表場所: Aperdoorn, the Netherlands
  • 年月日: 2012-10-01
• [学会発表] BiFeO_3薄膜を用いた強誘電抵抗変化メモリの動作特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福地厚、山田浩之、澤彰仁
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 愛媛大(愛媛県松山市)
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 擬正方晶BiFeO_3/Ca_<1-x>Ce_xMnO_3/ /YAlO_3ヘテロ接合の作製とその不揮発デバイス機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, V. Garcia, S.Fusil, E. Jacquet, K. Bouzehouane, M. Bibes , A. Barthélémy
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 愛媛大(愛媛県松山市)
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] BiFeO3強誘電抵抗変化メモリにおける界面電子構造に基づいた動作特性の制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福地厚、山田浩之、澤彰仁
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 神奈川工科大(神奈川県厚木市)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 擬正方晶 BiFeO3/CaMnO3 ヘテロ接合における強誘電電界効果
  • 著者名/発表者名: 山田 浩之
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] Ferroelectric Field Effect in in Supertetragonal BiFeO3/CaMnO3 Heterostructure
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Yamada
  • 学会等名: The 19th international workshop on oxide electronics
  • 発表場所: Palace het Loo, Apeldoorn, the Netherlands
• [学会発表] Ferroelectric Tunnel Junction Based on “Supertetragonal” BiFeO3
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Yamada
  • 学会等名: The 19th international workshop on oxide electronics
  • 発表場所: Palace het Loo, Apeldoorn, the Netherlands
• [学会発表] 擬正方晶BiFeO3/Ca1-xCexMnO3/ /YAlO3 ヘテロ接合の作製とその不揮発デバイス機能
  • 著者名/発表者名: 山田 浩之
  • 学会等名: 第７３回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] Impacts of changing in interfacial band structures on ferroelectric resistive switching effect at Schottky-like BiFeO3 interfaces
  • 著者名/発表者名: Atsushi Fukuchi
  • 学会等名: The 19th international workshop on oxide electronics
  • 発表場所: Palace het Loo, Apeldoorn, the Netherlands
• [学会発表] BiFeO3薄膜を用いた強誘電抵抗変化メモリの動作特性
  • 著者名/発表者名: 福地 厚
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] BiFeO3強誘電抵抗変化メモリにおける界面電子構造に基づいた動作特性の制御
  • 著者名/発表者名: 福地 厚
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学