研究課題
本年度得られた結果は以下の通りである。1、放射光を用いたX線吸収微細構造（XANES)などを通して、CrNの化学結合・電子状態変化を調査し、その相変化メカニズムを明らかにした。2、実際のPCRAMセル構造と近いマッシュルーム型デバイスを開発し、動作特性の評価を行った。当該デバイスは、大きなON/OFF比（最大106）、高速なスイッチング速度（30ns）、および優れた書き換え繰り返し性能を実証できた。さらに、実用化されたGSTの性能との比較を行った。ヒーターサイズが37 nmの場合、CrNの消費エネルギーは47 pJであり、GSTデバイスと同じ構造のものよりも一桁低い（385 pJ）ことが示された。動作エネルギーがGSTデバイスよりも大幅に低減できるのは、CrN層内の融解が必要なく、かつ小さい相変化領域に起因している可能性が考えられる。3、CrN相変化挙動とメモリ動作に関して、他の窒化物への拡張も検討している。最初の試みはCrN構造に類似するMoNとVN窒化物である。まだ成膜段階ではあるが、MoNとVNの成膜後も、CrNと同様の結晶構造が確認された。また、薄膜の電気特性も調査し、低抵抗状態の半導体特性を示すことができた。今後は、MoNとVNのデバイスを製作し、その動作性能を評価し、本研究のCrN相変化材料のさらなる性能向上を図る。これらの成果は、材料科学、応用物理学、および情報技術の分野において、新たな知見をもたらし、革新的な技術開発やエネルギー効率の向上に貢献することが期待される。
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すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)
Applied Physics Letters
巻: 124 ページ: 061907,1-6
10.1063/5.0190632
Advanced Materials
巻: 35 ページ: 2303646,1-9
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