2016 Fiscal Year Annual Research Report
ゲート電界による鉄酸化物薄膜の酸化状態制御と相変化デバイス機能の開拓
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15H03567
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
藤原 宏平 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (50525855)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 酸化物エレクトロニクス / 電界効果トランジスタ / 電気二重層トランジスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属酸化物中で電子集団が創り出す多彩な相（電子相）を電界で制御するデバイス技術とその学理の構築を目指している。電界効果トランジスタ構造をベースに、イオン液体や固体電界質をゲート誘電体に用いたデバイスを作製し、電界による電気・磁気特性の制御に取り組む。本年度は、酸化物電気二重層トランジスタの特性評価に加え、新たに酸素イオン導電体の成膜を実施した。具体的成果を以下に示す。
１．Sn酸化物電気二重層トランジスタの作製と評価：前年度に整備したプロセスを用い、高い電子移動度を示すペロブスカイト型Sn酸化物の電気二重層トランジスタを作製した。作製したデバイスは、ゲート電界の印加に伴い可逆な電流変化（揮発的）を示したことから、同物質系では静電キャリア注入が優先的に生じることを明らかにした。トランジスタ特性の温度依存性から、高密度キャリア蓄積状態においてチャネル表面が金属化していることを明らかにした。
２．酸素イオン導電体の成膜：電界印加により酸素イオンの出し入れが可能な酸素イオン導電体を用いた酸化物および金属の酸化状態制御が最近注目を集めている。希土類酸化物のターゲットをスパークプラズマ焼結法により作製し、パルスレーザー堆積法による成膜条件を調査した。また、スパッタ装置に基板加熱機構を導入し、金属ターゲットからの反応性スパッタによる成膜を試みた。一部の素子では、電界印加により酸化物チャネルの電気伝導が不揮発的に変化することを確認しており、酸素イオン伝導による界面酸化還元を示唆する結果が得られている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
静電キャリア注入型ではあるものの、新たな酸化物系において、電気二重層トランジスタの作製と動作に成功しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
イオン液体を用いた電気二重層トランジスタに加え、酸素イオン導電体をゲート絶縁体に用いた素子を作製し、酸化還元制御を検証する。
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Research Products
(2 results)
