絶縁膜中における導電性ナノ細線の生成・消滅機構に関する研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20510108
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 弓野 健太郎 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40251467)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: メモリ / 酸化物 / ナノ細線

研究概要

Cu_2Oから構成される平面型の抵抗変化型素子のフォーミング過程について調べた。その結果、フォーミングは二段階で起こることが判明し、透過電子顕微鏡による観察で、それぞれのフォーミングの後にCu から成るフィラメントが形成されていることがわかった。また、フォーミング途中の表面の様子を光学顕微鏡で観察したところ、最初のプロセスではジュール熱によると思われる表面の酸化(Cu_2O→CuO)が起こる。一方、二段目のプロセスでは表面の溶融が見られ、表面直下(深さ～1μm)にフィラメントが形成される。

研究成果

• [雑誌論文] Two-Step Forming Process in Planar-Type Cu_2O-Based Resistive Switching Devices (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Suzuki, N.Igarashi, K.Kyuno
  • 雑誌名: Applied Physics Express 4 ページ: 051801
• [雑誌論文] Observation of the Creations and Annihilations of Local Current Paths in HfO_2 thin films on Pt by Ultrahigh Vacuum Conductive-Atomic Force Microscopy : Evidence of Oxygen Spill Over during the Forming Process (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Sasaki, K.Kita, A.Toriumi, K.Kyuno
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48 ページ: 060202
• [学会発表] Direct observation of the forming process in crystalline Cu2O resistive switching devices (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Igarashi, K.Suzuki, K.Kyuno
  • 学会等名: 20th Materials Research Society of Japan Academic Symposium
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2010-12-21
• [学会発表] Cu_2Oを用いた平面型ReRAM素子におけるフォーミング過程の直接観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 弓野健太郎、鈴木和典
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 平面型ReRAM素子におけるフォーミング現象初期過程の直接観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木和典、弓野健太郎
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Direct Observation of Conductive Path after Forming Process in Planar ReRAM (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Suzuki, K.Kyuno
  • 学会等名: Academic Symposium of MRS-Japan
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2009-12-08
• [学会発表] Improvement of the Device Yield of TiO2 based ReRAM by Oxidation of Electrodes (2009)
  • 著者名/発表者名: E.Shinozaki, K.Kyuno
  • 学会等名: Academic Symposium of MRS-Japan
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2009-12-08
• [学会発表] 電極の酸化によるTiO2薄膜の抵抗変化スイッチング現象の安定化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 星野智也、弓野健太郎
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 平面型ReRAMにおけるフォーミング現象の直接観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木和典、弓野健太郎
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09