原子スイッチによる極限環境用デジタル回路の実現

• 研究課題/領域番号: 24K01410
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分31010:原子力工学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 武山 昭憲 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 量子機能創製研究センター, 主幹研究員 (50370424)
• 研究分担者: 竹内 浩造 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (00870255) ; 坂本 敬太 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (60867985) ; 坂口 将尊 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 技師 (70626796) ; 牧野 高紘 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 量子機能創製研究センター, 主幹研究員 (80549668)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2026年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2025年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2024年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
• キーワード: 極限半導体デバイス / 極限環境 / 原子スイッチ / 金属酸化物

研究開始時の研究の概要

金属酸化物を基材とした原子スイッチは、導電性の酸素空孔の集合/離散によりオン/オフ動作することから、放射線照射で生成する電荷の影響を受けにくく、高温・高放射線（極限環境）で動作するデバイス（極限半導体デバイス）として期待されている。本研究では、人の立ち入ることのできない極限環境下でも動作可能なデジタル回路（原子スイッチ回路）の実現である。高温（≧500℃）+放射線（ガンマ線）（≧10MGy）という極限環境が原子スイッチ回路の電気特性に及ぼす影響を把握し、劣化メカニズムの解明を行う。それにより原子力施設での作業や、宇宙探査で長期的に安定動作する極限環境デジタル回路の実現を目指す。