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強誘電性と導電性の共存を利用した強誘電抵抗スイッチングの物理的機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26286055
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

澤 彰仁  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 副研究部門長 (10357171)

連携研究者 山田 浩之  国立研究開発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) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード表面・界面物性 / 電子・電気材料 / 酸化物エレクトロニクス / 強相関エレクトロニクス
研究成果の概要

抵抗スイッチング現象を示すCo/BaTiO3/(La,Sr)MnO3 (Co/BTO/LSMO) 強誘電トンネル接合の電流-電圧特性とその素子面積依存性の測定から、この接合の伝導機構は熱電子放射が支配的であり、抵抗スイッチングは電極と強誘電バリア層の界面全体で発現していることを明らかにした。また、強誘電分極の向きと抵抗状態の関係、抵抗変化比等の特性がBTOバリア層の終端面に依存することを明らかにし、Co/BTO/LSMO接合におけるこのような抵抗スイッチング特性は、界面のdead layer形成がBTOの終端面に依存すると言う理論予測を取り入れた界面常誘電層モデルで説明できることを示した。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 10件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Coherent Epitaxy of a Ferroelectric Heterostructure on a Trilayered Buffer for Integration into Silicon2016

    • 著者名/発表者名
      H. Yamada, Y. Toyosaki, A. Sawa
    • 雑誌名

      Advanced Electronic Materials

      巻: 2 号: 4

    • DOI

      10.1002/aelm.201500334

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ca doping dependence of resistive switching characteristics in ferroelectric capacitors comprising Ca-doped BiFeO32015

    • 著者名/発表者名
      Liang Liu, Atsushi Tsurumaki-Fuckuchi, Hiroyuki Yamada, Akihito Sawa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 118 号: 20

    • DOI

      10.1063/1.4936308

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Strong Surface-Termination Effect on Electroresistance in Ferroelectric Tunnel Junctions2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Yamada, Atsushi Tsurumaki-Fukuchi, Masaki Kobayashi, Takuro Nagai, Yoshikiyo Toyosaki, Hiroshi Kumigashira, and Akihito Sawa
    • 雑誌名

      Advanced Functional Material

      巻: - 号: 18 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1002/adfm.201500371

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 界面抵抗変化型不揮発性メモリ2014

    • 著者名/発表者名
      澤彰仁, 福地 厚, Liang Liu, 浅沼周太郎, 山田浩之
    • 雑誌名

      応用電子物性分科会誌

      巻: 20 ページ: 143-148

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Modeling of Hysteretic Schottky Diode-Like Conduction in Pt/BiFeO3/SrRuO3 Switches2014

    • 著者名/発表者名
      Enrique Miranda, David Jimenez, Atsushi Tsurumaki-Fukuchi, Julio Blasco, Hiroyuki Yamada, Jordi Sune, Akihito Sawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 8

    • DOI

      10.1063/1.4894116

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Ferroelectric Resistive Switching Memories on Silicon2016

    • 著者名/発表者名
      澤彰仁,山田 浩之,豊崎 喜精
    • 学会等名
      16th IEEE Non‐Volatile Memory Technology Symposium
    • 発表場所
      ピッツバーグ(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 強誘電トンネル接合の抵抗スイッチング現象と不揮発性メモリ応用2016

    • 著者名/発表者名
      澤 彰仁、山田 浩之、福地 厚
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Impact of surface termination on resistive switching properties of BaTiO3-based ferroelectric tunnel junctions2016

    • 著者名/発表者名
      澤 彰仁、福地 厚、豊崎 喜精、山田 浩之
    • 学会等名
      4th Workshop on Complex Oxides
    • 発表場所
      ポルクロール (フランス)
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nonvolatile resistive switching in interface-engineered ferroelectric junctions2016

    • 著者名/発表者名
      澤彰仁,福地厚, 豊崎 喜精,山田 浩之
    • 学会等名
      CIMTEC 2016, 5th International Conference Smart and Multifunctional Materials, Structures and Systems
    • 発表場所
      ペルージャ(イタリア)
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 強誘電トンネル接合におけるナノスケール界面キャラクタリゼーション2016

    • 著者名/発表者名
      山田 浩之, 福地厚, 小林 正起, 長井拓郎, 豊崎 喜精, 組頭 広志, 澤彰仁
    • 学会等名
      共用・計測合同シンポジウム 2016「先端計測の開発と共用のシナジーによるイノベーション」
    • 発表場所
      (国研)物質・材料研究機構 (茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Resistive Switching in Ferroelectric Junctions with Engineered Interfaces2015

    • 著者名/発表者名
      澤 彰仁, 福地 厚, 豊崎 喜精, 山田 浩之
    • 学会等名
      2015 Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      ボストン (アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2015-11-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Impact of Interface Structures on Ferroelectric Resistive Switching Characteristics2015

    • 著者名/発表者名
      澤 彰仁, 福地 厚, 豊崎 喜精, 山田 浩之
    • 学会等名
      15th Non-Volatile Memory Technology Symposium (NVMTS 2015)
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Strong Surface termination effect on electroresistance in ferroelectric tunnel junctions2015

    • 著者名/発表者名
      山田 浩之, 福地厚, 小林 正起, 長井拓郎, 豊崎 喜精, 組頭 広志, 澤彰仁
    • 学会等名
      International Workshop on Oxide Electronics (WOE22)
    • 発表場所
      パリ(フランス)
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強誘電抵抗スイッチングにおける終端表面依存性2015

    • 著者名/発表者名
      山田浩之, 福地厚, 小林正起, 長井拓郎, 豊崎喜精, 組頭広志, 澤彰仁
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics and Mechanism in Interface-Engineered Ferroelectric Resistive Switching Memory2014

    • 著者名/発表者名
      Akihito Sawa, Atsushi Tsurumaki-Fukuchi, Hiroyuki Yamada
    • 学会等名
      14th Non-Volatile Memory Technology Symposium
    • 発表場所
      Jeju Grand Hotel, Jeju, Korea
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 界面抵抗変化型不揮発性メモリ2014

    • 著者名/発表者名
      澤彰仁, 福地 厚, Liang Liu, 浅沼周太郎, 山田浩之
    • 学会等名
      応用物理学会応用電子物性分科会研究例会「次世代不揮発性メモリの最前線」
    • 発表場所
      首都大学東京秋葉原サテライトキャンパス(東京)
    • 年月日
      2014-10-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Interface Type Resistive Switching in Metal Oxides2014

    • 著者名/発表者名
      Akihito Sawa
    • 学会等名
      Workshop on Microstructural Functionality: Dynamics, Adaption, and Self-Healing at the Nanoscale
    • 発表場所
      Mercatorhalle Duisburg, Duisburg, Germany
    • 年月日
      2014-04-28 – 2014-04-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Switching Mechanism of Ferroelectric Resistive Switching Memory Based on a Dielectric/Ferroelectric Composite Structure2014

    • 著者名/発表者名
      Akihito Sawa, Atsushi Tsurumaki-Fukuchi, Hiroyuki Yamada
    • 学会等名
      2014 Materials Research Society Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco Marriott Marquis, San Francisco, USA
    • 年月日
      2014-04-21 – 2014-04-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] トンネル接合素子及び不揮発性メモリ素子2020

    • 発明者名
      山田 浩之, 澤 彰仁
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-193011
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] 不揮発性メモリ素子2019

    • 発明者名
      山田 浩之, 澤 彰仁
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-001745
    • 取得年月日
      2019
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] トンネル接合素子及び不揮発性メモリ素子2016

    • 発明者名
      澤 彰仁, 山田 浩之
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-09-30
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-04-15  

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