単分子誘電体によるメモリ素子の開発および特性評価

使用单分子电介质的存储器件的开发和表征

• 批准号: 22K14477
• 负责人: 藤林 将
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14477/
• 关键词: 不揮発性メモリ; トランジスタ; 単分子; ポリオキソメタレート; 誘電体

ＩｏＴやＡＩ産業の輝かしい発展の一方で、情報機器の消費電力量は爆発的に上昇すると予測されている。この点で、強誘電体は、低消費電力・高速応答の優れた特性を有し、次世代メモリとして注目されてきた。しかしながら、材料固有の微細化限界のため、高集積化に適さず主役の座を退いた。このような背景の中、我々は電場によって分子内のイオン移動を誘起することで、恰も強誘電体の様な分極ヒステリシスや自発分極を示す分子（以後、「単分子誘電体」と表記）の開発に成功した。この「単分子誘電体」は、一つ一つの分子がメモリとして駆動するため、従来の記録密度を超越した超高密度メモリの開発が期待される。実際、10 nmの「単分子誘電体」薄膜を実装したデバイスプロトタイプを作製したところ、室温で明確なメモリ特性を示した。そこで本研究では、単分子誘電体メモリの実用化を目指し、研究目標①：最適なメモリ特性を示す「単分子誘電体」の選定、研究目標②：実用化に適した材料への改良、を達成する。具体的には、横型トランジスタ構造に材料を成膜し特性評価に用い、材料の選定・改良を実施した。「単分子誘電体」をゲート絶縁膜とすることで、ゲート電圧印加による「単分子誘電体」の分極操作が可能となり、トランジスタのON/OFFが制御できる。実際に、「単分子誘電体」を実装したメモリ材料を作製したところ、ゲート電圧の僧院に対するドレイン電流の履歴現象であるメモリウィンドウが観測され、「単分子誘電体」が不揮発性メモリとして駆動することを明らかにした。加えて、メモリウィンドウ幅は数V以上に広がっており、

The IoT and AI industries are developing rapidly, and the consumer power of information machines is expected to increase rapidly. The characteristics of high voltage, low power consumption and high speed response are discussed in detail. In addition, the inherent miniaturization of materials and the high concentration of materials are suitable for the main service. In the background, we successfully developed the molecular polarization and self-polarization induced by the electric field. This "single molecular inductor" is expected to have a higher recording density than the ultra-high density. In fact, 10 nm "single molecular inductor" thin films have been successfully fabricated and demonstrated at room temperature. This study aims at the practical application of monomolecular electroconductors. Research objectives: ① Selection of monomolecular electroconductors with optimal electroconductivity characteristics; ② Improvement of materials for practical application; and finally realization of the objective. Specific material film formation characteristics evaluation, material selection and improvement "Monolecular inductor" must be isolated from the film, the voltage must be applied, and the polarization operation of "monomolecular inductor" can be controlled. In fact, the "single molecular inductor" is installed in the middle of the material, and the "single molecular inductor" is installed in the middle of the material. Add

项目成果

Fabrication and Evaluation of Memory Properties of Lateral-type FET with Preyssler-type Polyoxometalates

Preyssler 型多金属氧酸盐横向型 FET 的制备和存储性能评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Masaru Fujibayashi;Yuki Nakano;Chisato Kato;Yoshiteru Amemiya;Akinobu Teramoto;and Sadafumi Nisihara
• 通讯作者: and Sadafumi Nisihara

Establishment of novel type of non-volatile memory devices with single-molecular electret

新型单分子驻极体非易失性存储器件的建立

• 发表时间: 2023
• 作者: Masaru Fujibayashi;Yuki Nakano;Chisato Kato;Yoshiteru Amemiya;Akinobu Teramoto;and Sadafumi Nishihara
• 通讯作者: and Sadafumi Nishihara

単分子誘電体を実装した横型トランジスタの作製

安装有单分子介电材料的横向晶体管的制造

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤林将;中野佑紀;加藤智佐都;雨宮嘉照;寺本章伸;西原禎文
• 通讯作者: 西原禎文