| 研究実績の概要 |
平成25年度にはPt/Bi2Sr2CaCu2Oy (BSCCO)単結晶構造を作製し, Ptの触媒効果によってBSCCO内に水素を取り込むことで, 電圧印加による抵抗スイッチング効果が発現することを初めて提案・確認した. SPring-8にて同構造のXAFS及びXRD測定を行うことで, 抵抗スイッチングに伴う電子状態及び結晶歪の変化が生じる兆候を初めて捉えた. しかし, 放射光測定の分解能を向上させ, 電子状態に関する確固たる議論を展開するためにはBSCCO結晶の品質と平坦性の向上が必須であることが分かった. そこで, 平成26年度はBSCCOの代わりに, BSCCOと類似のぺロブスカイト構造をとり, 高品質かつ高い平坦性を有する単結晶基板の入手が容易なSrTiO3 (STO)を導入することを決断した. Pt/STO構造について次の成果を得た. 1. STOにNbを1.0 wt%ドープすることで抵抗スイッチング効果が発現することが確認され, 電気特性及び基本メモリ特性 が明らかにされた. 2. 素子構造の工夫により抵抗スイッチングがPt/STO界面で生じることが示された. これにより, Pt/STO構造はBSCCOと同様に界面全体で抵抗スイッチングが生じる可能性が高く, 収束放射光による抵抗スイッチングと電子状態の関係の調査に適することが示唆された. 3. 単結晶材料の変更によって分解能が向上したことで, Pt電極下のTi K-XAFSスペクトルに抵抗スイッチングに伴う変化が生じることが確認された. これにより, 抵抗のスイッチングによりTi原子周囲の対称性に変化が生じることが示唆された. なお, 複数サイクルに亘って抵抗スイッチングに伴う電子状態の変化が確認されたのは本研究が初めてである. 今後, STOへの水素導入効果を明らかにし, 水素拡散型抵抗スイッチング研究を行うためのモデル構造となり得るか検討を進める.
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