ナノ材料を用いたナノギャップNMES素子の動作機構解明と記憶素子応用技術の開発

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K05291
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分28050:ナノマイクロシステム関連
• 研究機関: 千葉工業大学
• 研究代表者: 菅 洋志 千葉工業大学, 工学部, 教授 (60513801)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: フラーレン / 重合 / フラーレン誘導体 / 内包フラーレン / 抵抗スイッチ / CPTA / 不揮発性メモリ / ナノ材料

研究成果の概要

フラーレンをナノスケールのエレクトロシステムで利用する新たな道を拓くため、電極を備えた素子構造とその作製法を提案し、作製した素子特性を明らかにした。液液界面法から自己組織化されたフラーレン繊維からシリコンチップ上に２端子固体素子を作製する手法を独自に開発し、この素子が室温にて不揮発性メモリ(抵抗スイッチ素子)として機能することを明らかにした。このメカニズムはフラーレン間の重合・解重合で説明ができる。さらに、フラーレン誘導体分子膜からリソグラフィープロセスを用いて素子形成する手法も開発し、フラーレンチャネル部の寸法設計を可能とした。

自由記述の分野

ナノエレクトロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究はフラーレンナノ材料をナノスケールの電子システムで利用するための重要な一歩となります。フラーレンは顕微鏡の中でユニークな特性が評価されてきましたが、素子構造に組み込むよい手法がなく固体素子上での評価はなされてきませんでした。我々はシリコンチップ上の二端子固体デバイスを構築する革新的な手法を提案し、作製されたデバイスの特性を明らかにしました。フラーレン素子は室温で不揮発性メモリとして機能し、その動作はフラーレン間の重合と解重合のプロセスによって説明されます。リソグラフィーを用いてフラーレンチャネル寸法を設計することも可能になり、これはナノテクノロジー応用における重要な進歩を示しています。