| 研究課題/領域番号 |
20K05096
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
久保田 正人 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究副主幹 (10370074)
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| 研究分担者 |
加藤 誠一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (60354362)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | アルミニウム酸化物 / 不揮発メモリ |
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| 研究実績の概要 |
現在数多く利用されているコンピュータの主記憶メモリは、電源供給がないと記憶の保持ができない。従って、一定時間ごとに記憶を保持する動作が必要なために電力消費が大きいという問題を抱えている。この解決のために次世代不揮発メモリの研究が行われている。次世代不揮発メモリの候補として、遷移金属酸化物を用いた抵抗変化型メモリ(ReRAM；電圧の印加による電気抵抗の変化を利用したメモリ)が広く研究されている。しかし、一般的に、遷移金属酸化物では、メモリ動作時に遷移金属元素の価数が変わってしまう化学反応が起こる。その結果、副生成物が生じるために遷移金属酸化物を用いたReRAMは、劣化しやすく書き換え回数に限界があると言われている。
我々は、遷移元素の利用を避けアモルファスアルミ酸化物を用いたReRAMの研究を行っている。特に、不揮発メモリの動作に関して、アモルファスアルミ酸化物に存在する酸素空孔の役割に着目し、酸素空孔への外部電子の注入・抽出によりメモリ動作するモデルを提唱している。本年度は、アモルファスアルミ酸化膜のメモリのオフ状態の酸素空孔のサイズを明らかにするために、陽電子消滅測定を行う際の適切なモデル試料の作成を行った。基板は、Si基板を採用し、膜厚は75nmとすることとした。最終的に、アモルファスアルミ酸化膜試料の酸素空孔の状態を明らかにする観点で、適性な成膜条件や基板の種類・膜厚の大きさを見出すことができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
令和2年度においては、作製した試料のメモリ特性に関して電気的測定をする予定だったが、新型コロナウイルス感染症の感染拡大の影響を受け、新型コロナウイルス感染症対策（在宅勤務及び出張制限等）をしたことにより、従来の計画内容を行うのが難しい点が多少生じた。令和2年度に予定していた作製した試料のメモリ特性に関する詳細な電気的測定は研究計画の見直しを行い、令和3年度に実施する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
作成したアモルファスアルミ酸化膜試料に対して、陽電子消滅測定を行い、酸素空孔状態を明らかにする。アモルファスアルミ酸化膜のメモリ特性と酸素空孔状態、電子状態の関係性から、電気抵抗変化型メモリ動作の起源の詳細を明らかにすることを目指す。社会的に新型コロナウイルス感染症が収束しない状況下にあっても、リモート会議システムなどの利用により、なるべく円滑な研究の遂行を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
令和2年度においては、新型コロナウイルス感染症の感染拡大の影響を受け、新型コロナウイルス感染症対策（在宅勤務及び出張制限等）をしたことにより、従来の計画内容に対して研究の遂行が多少難しい点があり、次年度使用額が生じた。次年度使用額は令和3年度分経費と合わせて、試料の作製、メモリ特性に関する詳細な電気的測定、陽電子消滅測定の際に必要な測定ジグなどの購入に科研費を活用する予定である。
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