水素イオンの移動により誘起される新規抵抗メモリ効果の機構解明と性能の見極め

• 研究課題/領域番号: 25820143
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 木下 健太郎 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60418118)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 抵抗変化メモリ / ReRAM / ペロブスカイト酸化物 / 水素 / 触媒 / XAFS / 次世代メモリの研究開発 / メモリ素子の高機能化

研究成果の概要

Pt/Bi2Sr2CaCu2O8+δ(BSCCO)構造に水素を取り込むことで, 電圧誘起の水素イオン拡散による抵抗スイッチング(RS)が発現することを初めて確認した. 同構造のXAFS及びXRD測定を行うことで, RSに伴う電子状態及び結晶歪の変化が生じる兆候を初めて捉えた. Pt/Nb:SrTiO3(Nb:STO)構造のRSがPt/Nb:STO界面全体で生じることを示し, Pt電極下のTi K-XAFSスペクトルにRSに伴う変化を確認した. これにより, RSとTi原子周囲の対称性に相関があることが示唆された. RSに伴う電子状態の変化を複数サイクルに亘って確認したのは本研究が初めてである.

研究成果

• [雑誌論文] ペロブスカイト酸化物への水素イオン導入によって誘起される抵抗スイッチング効果の発現機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 花田明紘, 三浦寛基, 野津武志, 大沢仁志, 伊奈稔哲, 鈴木基寛, 河村直己, 水牧仁一郎, 宇留賀朋哉, 木村滋, 岸田悟, 木下健太郎
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 35 ページ: 356-360
  • NAID: 130005473077
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of memory effect induced by hydrogen annealing (2014)
  • 著者名/発表者名: Akihiro HANADA, Hiroki MIURA, Takeshi NOTSU, Satoru KISHIDA and Kentaro KINOSHITA
  • 雑誌名: JPS conference proceedings 巻: 1 ページ: 12089-12093
  • DOI: 10.7566/jpscp.1.012089
  • 査読あり
• [学会発表] Pt/ペロブスカイト酸化物構造の水素吸蔵材料としての検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 塩見俊樹, 野津武志, 岸田悟, 木下健太郎
  • 学会等名: 第55回真空に関する連合講演会, 講演番号18p-33V
  • 発表場所: 大阪府立大学[I-siteなんば]
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-20
• [学会発表] 放射光を用いた水素イオン移動型ReRAMの界面状態の観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野津武志，花田明紘，三浦寛基，岸田悟，大沢仁志，伊奈稔哲，鈴木基寛，河村直己，水牧仁一郎，宇留賀朋哉，今井康彦，木村滋，木下健太郎
  • 学会等名: 2014年 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
• [学会発表] Analysis of Resistive Switching Effect Induced by Hydrogen Annealing (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Hanada , Kentaro Kinoshita, Hiroki Miura, Takeshi Notsu and Satoru Kishida;
  • 学会等名: 2013年 第74回応用物理学会秋季学術講演会 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] ペロブスカイト酸化物への水素イオン導入によって誘起される抵抗スイッチング効果の発現機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 花田明紘, 三浦寛基, 野津武志, 大沢仁志, 伊奈 稔哲, 鈴木基寛, 河村直己, 水牧仁一郎, 宇留賀朋哉, 木村滋, 岸田悟, 木下健太郎
  • 学会等名: 第33回 表面科学学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場