2001 Fiscal Year Annual Research Report

完全界面制御プロセスによる機能調和素子創成

Research Project

Project/Area Number	13025228
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	田畑仁大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (00263319)
Keywords	強誘電体 / 強磁性体 / 人工格子 / ペロブスカイト / レーザーMBE / メモリ素子 / 機能調和材料 / 構造相転移
Research Abstract	近年不揮発メモリーを対象として、強誘電体薄膜をシリコン表面上に結晶成長させる技術の開発が要望されている。酸化物強誘電体薄膜を直接シリコン表面上に結晶成長させる場合、シリコン表面が容易に酸化され、非晶質である酸化シリコン層が形成される。そのため、良好な酸化物強誘電体膜を結晶成長させることは難しい。さらに、制御されずに不可避的に形成された酸化シリコン層の電気的特性は、通常のMOSデバイスの二酸化シリコンに比べ著しく劣ると考えられる。私は、この酸化シリコン層の形成を避けるために、非酸化物であるカルコゲナイド化合物(Zn_xCd_<1-x>)Sに着目し、Siベース不揮発メモリー主材料の可能性を探索すべく研究してきた。その結果、これまで、(1)初めて、(Zn_xCd_<1-x>)S(x=0.1,0.3)が薄膜で強誘電性を発現することを示し、(2)Si基板に接合させる際、界面電子構造のマッチングを調整し、漏れ電流(I-V)特性を制御できることを見出してきた。今年度は、(1)TEMによる(Zn_xCd_<1-x>)S/Si界面構造の観察結果と(2)分極-電界特性の組成比依存を系統的に測定した。そして、包括的にこれまでの獲得データを検討して、Si基板上で使用する際の最適なZn組成比を結論した。さらに、ボトムアップのスキームに則り、我々は界面の高次制御を心掛けた強誘電体メモリーの開発を手掛けてきた。僅か1nm厚のSiONバッファ層を挿入したSi基板BiT強誘電体メモリーは良好な界面特性を示唆する電気特性データを示し、挿入による電特向上効果を明らかにした。SiON層挿入効果は、BiT-Si界面における化学反応の抑制にあり、僅か膜厚1nm程度のSiONバッファ層がSiと強誘電体薄膜の界面特性を上させ、両物質の機能を高次に調和させることを明らかにした。

Research Products

(23 results)

All Other

All Publications (23 results)

[Publications] K.Ueda: "Artificial Control of Spin Order and Magnetic Properties in LaCrO_3-La Fe O_3 and LaMnO_3-LaFeO_3 Superlattices"Appl.Phys.A. (in press). (2001)
[Publications] X.L.Guo: "Fabrication and Optoelectronic Properties of a Transparent ZnO Homostructural Light-Emitting Diode"Jpn.J.Appl.Phys.. 40. L177-L180 (2001)
[Publications] K.Ueda: "Atomic ordering in the LaFe_<0.5>Mn_<0.5> O_3 solution film"Appl.Phys.Lett.. 78(4). 512-514 (2001)
[Publications] X.L.Guo: "Pulsed laser reactive deposition of p-type ZnO film enhanced by an electron cyclotron resonance source"J.Cryst.Growth. 223. 135-139 (2001)
[Publications] K.Ueda: "Control of magnetic properties in LaCrO_3-LaFeO_3 artificial superlattices"J.Appl.Phys.. 89(5). 2847-2851 (2001)
[Publications] Y.Hotta: "Optimization of electronic-band alignments at ferroelectric (Zn_xCd_<1-x>S/Si(100) interfaces"Appl.Phys.Lett.. 78(21). 3283-3285 (2001)
[Publications] M.Joseph: "Fabrication of the low-resistive p-type ZnO by codoping method"Physica B. 302-303. 140-148 (2001)
[Publications] S.Tanaka: "Formation of two-dimensional network structure of DNA molecules on Si substrate"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(4B). L407-L409 (2001)
[Publications] S.Tanaka: "Formation of two dimensional network structure of DNA molecules on highly ordered pyrolytic graphite surface"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(6A). 4217-4220 (2001)
[Publications] J.H.Choi: "Initial preferred growth in zinc oxide thin films on Si and amorphous substrates by a pulsed laser deposition"J.Cryst.Growth. 226. 493-500 (2001)
[Publications] E.Rokuta: "Ferroelectric Bi_4Ti_3O_<12> Films on Si(100) with An Ultrathin Buffer Layer of Silicon Oxynitride : A Comparative Study Using X-Ray Photoelectron Spectroscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(9B). 5564-5568 (2001)
[Publications] K.Ueda: "Magnetic and electric properties of transition-metal-doped ZnO films"Appl.Phys.Lett.. 79(7). 988-990 (2001)
[Publications] Y.Maeda: "Two-dimensional assembly of gold nanoparticles with a DNA network template"Appl.Phys.Lett.. 79(8). 1181-1183 (2001)
[Publications] E.Rokuta: "Effects of an ultrathin silicon oxynitride buffer layer on electrical properties of ferroelectric Bi_4Ti_3O_<12> thin films on p-Si(100) surfaces"Appl.Phys.Lett.. 79(3). 403-405 (2001)
[Publications] L.T.Cai: "Probing electrical properties of oriented DNA by conducting atomic force microscopy"Nanotechnology. 12. 211-216 (2001)
[Publications] Y.Muraoka: "Effects of light-irradiation on spin-glass state and magnetoresistive properties of Zn_<0.5>Co_<0.5>Fe_2O_4 spinel ferrite films"Solid State Commn.. 120. 255-258 (2001)
[Publications] Hide Tanaka: "Novel functional magnetic oxide artificial lattices in strongly correlated electron system"Transactions of the Mat.Res.Soc.of Japan. 26(3). 1033-1036 (2001)
[Publications] H.Saeki: "Magnetic and electric properties of vanadium doped ZnO films"Solid State Comm.. 120. 439-443 (2001)
[Publications] E.Rokuta: "Interface control of Bi_4Ti_3O_<12> film growth on Si(100) by use of an ultrathin silicon oxynitride buffer layer"Appl.Phys.Lett.. 79(12). 1858-1860 (2001)
[Publications] 田畑仁: "遷移金属酸化物人工格子によるスピン制御"応用物理. 70. 285-290 (2001)
[Publications] 田畑仁: "DNA配線-DNA分子素子を目指して-"高分子. 50. 251 (2001)
[Publications] 田畑仁: "DNAの自己組織化構造と物性"日本結晶成長学会誌. 28. 174-182 (2001)
[Publications] 川合知二: "ナノテクノロジーのすべて"工業調査会. 287 (2001)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

完全界面制御プロセスによる機能調和素子創成

Principal Investigator

田畑 仁 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (00263319)

Research Products

[Publications] K.Ueda: "Artificial Control of Spin Order and Magnetic Properties in LaCrO_3-La Fe O_3 and LaMnO_3-LaFeO_3 Superlattices"Appl.Phys.A. (in press). (2001)

[Publications] X.L.Guo: "Fabrication and Optoelectronic Properties of a Transparent ZnO Homostructural Light-Emitting Diode"Jpn.J.Appl.Phys.. 40. L177-L180 (2001)

[Publications] K.Ueda: "Atomic ordering in the LaFe_<0.5>Mn_<0.5> O_3 solution film"Appl.Phys.Lett.. 78(4). 512-514 (2001)

[Publications] X.L.Guo: "Pulsed laser reactive deposition of p-type ZnO film enhanced by an electron cyclotron resonance source"J.Cryst.Growth. 223. 135-139 (2001)

[Publications] K.Ueda: "Control of magnetic properties in LaCrO_3-LaFeO_3 artificial superlattices"J.Appl.Phys.. 89(5). 2847-2851 (2001)

[Publications] Y.Hotta: "Optimization of electronic-band alignments at ferroelectric (Zn_xCd_<1-x>S/Si(100) interfaces"Appl.Phys.Lett.. 78(21). 3283-3285 (2001)

[Publications] M.Joseph: "Fabrication of the low-resistive p-type ZnO by codoping method"Physica B. 302-303. 140-148 (2001)

[Publications] S.Tanaka: "Formation of two-dimensional network structure of DNA molecules on Si substrate"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(4B). L407-L409 (2001)

[Publications] S.Tanaka: "Formation of two dimensional network structure of DNA molecules on highly ordered pyrolytic graphite surface"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(6A). 4217-4220 (2001)

[Publications] J.H.Choi: "Initial preferred growth in zinc oxide thin films on Si and amorphous substrates by a pulsed laser deposition"J.Cryst.Growth. 226. 493-500 (2001)

[Publications] E.Rokuta: "Ferroelectric Bi_4Ti_3O_<12> Films on Si(100) with An Ultrathin Buffer Layer of Silicon Oxynitride : A Comparative Study Using X-Ray Photoelectron Spectroscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(9B). 5564-5568 (2001)

[Publications] K.Ueda: "Magnetic and electric properties of transition-metal-doped ZnO films"Appl.Phys.Lett.. 79(7). 988-990 (2001)

[Publications] Y.Maeda: "Two-dimensional assembly of gold nanoparticles with a DNA network template"Appl.Phys.Lett.. 79(8). 1181-1183 (2001)

[Publications] E.Rokuta: "Effects of an ultrathin silicon oxynitride buffer layer on electrical properties of ferroelectric Bi_4Ti_3O_<12> thin films on p-Si(100) surfaces"Appl.Phys.Lett.. 79(3). 403-405 (2001)

[Publications] L.T.Cai: "Probing electrical properties of oriented DNA by conducting atomic force microscopy"Nanotechnology. 12. 211-216 (2001)

[Publications] Y.Muraoka: "Effects of light-irradiation on spin-glass state and magnetoresistive properties of Zn_<0.5>Co_<0.5>Fe_2O_4 spinel ferrite films"Solid State Commn.. 120. 255-258 (2001)

[Publications] Hide Tanaka: "Novel functional magnetic oxide artificial lattices in strongly correlated electron system"Transactions of the Mat.Res.Soc.of Japan. 26(3). 1033-1036 (2001)

[Publications] H.Saeki: "Magnetic and electric properties of vanadium doped ZnO films"Solid State Comm.. 120. 439-443 (2001)

[Publications] E.Rokuta: "Interface control of Bi_4Ti_3O_<12> film growth on Si(100) by use of an ultrathin silicon oxynitride buffer layer"Appl.Phys.Lett.. 79(12). 1858-1860 (2001)

[Publications] 田畑 仁: "遷移金属酸化物人工格子によるスピン制御"応用物理. 70. 285-290 (2001)

[Publications] 田畑 仁: "DNA配線-DNA分子素子を目指して-"高分子. 50. 251 (2001)

[Publications] 田畑 仁: "DNAの自己組織化構造と物性"日本結晶成長学会誌. 28. 174-182 (2001)

[Publications] 川合 知二: "ナノテクノロジーのすべて"工業調査会. 287 (2001)

田畑仁大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (00263319)

[Publications] 田畑仁: "遷移金属酸化物人工格子によるスピン制御"応用物理. 70. 285-290 (2001)

[Publications] 田畑仁: "DNA配線-DNA分子素子を目指して-"高分子. 50. 251 (2001)

[Publications] 田畑仁: "DNAの自己組織化構造と物性"日本結晶成長学会誌. 28. 174-182 (2001)

[Publications] 川合知二: "ナノテクノロジーのすべて"工業調査会. 287 (2001)