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2015 年度 実績報告書

ナノスケール強相関電子相ドメインの相転移・動的・空間配列トータル制御

研究課題

研究課題/領域番号 25286058
研究機関大阪大学

研究代表者

神吉 輝夫  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (40448014)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード酸化物エレクトロニクス
研究実績の概要

ナノスケール電子相ドメインの「相転移」、「動的移動」、「空間配置」のトータル制御方法を確立するために、本年度では、下記の実験を行った。
■強相関酸化物ナノワイヤー素子のナノ物性計測
前年度に引き続き原子間力顕微鏡(AFM) を用いて、VO2薄膜のナノ電気伝導測定(C-AFM)を行った。5 nmの空間分解能で電気伝導を測定することに成功し、単結晶VO2薄膜の金属ドメインの最小単位が10nm程度であることを突き止めるとともに金属ドメインが空間整列していることを見出した。本結果は、巨大On/Off比性能を持つ10nm級の極微デバイスにおいても動作し、多値機能を持つデバイス展開が出来ることを示唆する。今後のBeyond-CMOSに資する酸化物エレクトロニクス展開に繋がる結果である。
■サイドゲート型ナノワイヤー電界効果トランジスタ(FET)動作
前年度に引き続き、サイドゲート型VO2ナノワイヤーFET において、静電効果によるVO2ナノワイヤーチャネルの10%程度の抵抗スイッチングに成功した。また、単結晶のナノワイヤーで幅を減少させるとOn/Off比性能が向上することが分かった。ゲート材料と界面制御を適切に施すことによって「相転移」を制御するトランジスタ展開へと繋がる重要な結果である。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Genova University/CNR-SPIN(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Genova University/CNR-SPIN
  • [国際共同研究] Ewha Womans University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Ewha Womans University
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      2
  • [雑誌論文] Electric field-induced transport modulation in VO2 FETs with high-k oxide/organic parylene-C hybrid gate dielectric2016

    • 著者名/発表者名
      T. Wei, T. Kanki, K. Fujiwara, M. Chikanari and H. Tanaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 108 ページ: 053503(1-4)

    • DOI

      10.1063/1.4941233

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrochemical gating-induced reversible and drastic resistance switching in VO2 nanowires2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, H. Ueda, T. Kanki and H. Tanaka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 17080(1-7)

    • DOI

      10.1038/srep17080

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fractal Nature of Metallic and Insulating Domain Configurations in a VO2 Thin Film Revealed by Kelvin Probe Force Microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      A. Sohn, T. Kanki, K. Sakai, H. Tanaka and D-.W. Kim
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 10417(1-7)

    • DOI

      10.1038/srep10417

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visualization of local phase transition behaviors near dislocations in epitaxial VO2/TiO2 thin films2015

    • 著者名/発表者名
      A. Sohn, T. Kanki, H. Tanaka and D-.W. Kim
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 ページ: 171603(1-4)

    • DOI

      10.1063/1.4934943

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of thermal boundary conditions on the current-driven resistive transition in VO2 microbridges2015

    • 著者名/発表者名
      N. Manca, T. Kanki, H. Tanaka, D. Marre and L. Pellegrino
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 ページ: 143509

    • DOI

      10.1063/1.4933014

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Electrochemical gating-induced hydrogenation in oxide nanowires at room temperature2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kanki
    • 学会等名
      EMN Meeting on Titanium Oxides
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, US
    • 年月日
      2016-03-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TiO2(001)基板上の単結晶VO2 薄膜のHall 測定による電荷輸送特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      近成将, 神吉輝夫, 田中秀和
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-21
  • [学会発表] VO2フリースタンディングナノ細線の作製と電気伝導特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      樋口 敬之, 神吉 輝夫, L.Pellegrino, N.Manca, D. Marré, 田中 秀和
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-21
  • [学会発表] Resistance Modulation in VO2 nanowires induced by an electric field via air-gap gates2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kanki. M. Chikanari, T. Wei, and H. Tanaka
    • 学会等名
      APS March Meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore, Maryland, US
    • 年月日
      2016-03-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric Field-induced Resistance Switching in VO2 Channels using Hybrid Gate Dielectric of High-k Ta2O5/Organic2016

    • 著者名/発表者名
      T. Wei, T. Kanki, K. Fujiwara, M. Chikanari and H. Takana
    • 学会等名
      APS March Meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore, Maryland, US
    • 年月日
      2016-03-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 走査型プローブ顕微鏡を用いた様々なナノ物性計測2015

    • 著者名/発表者名
      神吉 輝夫
    • 学会等名
      大阪大学 ナノテクノロジー設備共用拠点 分子・合成ナノプラットフォームセミナー
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-12-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Resistance Switching in VO2 Field-effect Transistors with High-k Ta2O5/Organic Parylene-C Hybrid Gate Dielectric2015

    • 著者名/発表者名
      T. Wei, T. Kanki, K. Fujiwara and H. Takana
    • 学会等名
      第19回産研国際シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 年月日
      2015-12-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Resistance switching induced by an electric field in VO2 nano-wire channels with air-gap gates2015

    • 著者名/発表者名
      M. Chikanari, T. Kanki, and H. Takana
    • 学会等名
      第19回産研国際シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 年月日
      2015-12-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Reversible and non-volatile resistance modulation in VO2 nanowires by electric-induced hydrogenation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kanki, T. Sasaki and H. Tanaka
    • 学会等名
      2015 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Hynes Convention Center, Boston,米国
    • 年月日
      2015-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Low power-driven metal-insulator transition in free-standing VO2 microstructures2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kanki, S. Yamasaki, N. Manca, L. Pellegrino, D. Marré and H. Tanaka
    • 学会等名
      2015 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Hynes Convention Center, Boston,米国
    • 年月日
      2015-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Resistance switching in VO2 field-effect transistors with high-k Ta2O5/organic parylene-C hybrid gate dielectric2015

    • 著者名/発表者名
      T. Wei, T. Kanki, K. Fujiwara and H. Takana
    • 学会等名
      CEMS topical meeting on Oxide Interfaces 2015
    • 発表場所
      国立研究開発法人理化学研究所 創発物性科学研究センター、 埼玉県和光市
    • 年月日
      2015-11-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric field-induced transport switching in VO2 nano-wire channels using a planer-type gate2015

    • 著者名/発表者名
      M. Chikanari, T. Kanki, and H. Tanaka
    • 学会等名
      CEMS topical meeting on Oxide Interfaces 2015
    • 発表場所
      国立研究開発法人理化学研究所 創発物性科学研究センター、 埼玉県和光市
    • 年月日
      2015-11-05
    • 国際学会
  • [学会発表] 走査型プローブ顕微鏡を用いた単結晶VO2薄膜のナノドメイン電流マッピング2015

    • 著者名/発表者名
      神吉 輝夫、左海 康太郎、服部 梓、田中 秀和
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-15
  • [学会発表] プレーナー型サイドゲートを用いた電界効果によるVO2ナノワイヤーの電気伝導変調2015

    • 著者名/発表者名
      近成将、神吉輝夫、田中秀和
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-14
  • [学会発表] Electric-field induced transport modulation in VO2 FETs with organic parylene-C/high-k oxide hybrid gate dielectric2015

    • 著者名/発表者名
      T. Wei, T. Kanki, K. Fujiwara and H. Takana
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-14
  • [備考] 大阪大学 産業科学研究所 田中研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/bis/

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公開日: 2017-01-06  

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