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分子メモリー機能要素としての半導体-有機分子接合界面の研究

半导体-有机分子结界面作为分子记忆功能元件的研究

基本信息

批准号：
18656207
负责人：
杉村博之
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

電子集積回路の加工線幅が10nmを切るシングルナノ世代では、材料工学的微細化の限界の存在が、強く懸念されている。例えば、メモリーデバイスは、キャパシターに電荷を蓄積することで情報ビットを記録するが、キャパシターのサイズが極微化すると、金属酸化物誘電体では必要な電荷量を必要な時間保持することが困難になる。そこで、有機分子の可逆的な酸か還元反応を電荷蓄積の原理として用いる新しいメモリーデバイスを提案した。本研究では、可逆的な電気化学的酸化還元応答を示す有機金属錯体分子をその機能を保持したままシリコン表面へ接合するプロセスを確立し、さらにその接合界面の電子物性(特に、半導体バルクと有機分子間の電子移動特性)を明らかにし、Redox分子メモリー実現のためのさらなる研究指針を確定することを目的とする。可視光励起法によるシリコン表面へのビニルフェロセン(VFc)分子接合について研究をおこなった。可視光励起法は、熱励起法と比較するとVFcが重合することが少ないマイルドな接合プロセスであることがわかった。さらに、反応溶媒をメシチレンからデカンへと変えることで、ほとんど重合副生物のないVFc単分子膜を形成することに成功した。これによって真のVFc単分子膜Si接合試料の電気化学応答を計測し、そのメモリー機能をしらべることができるようになった。基板シリコンの不純物濃度や導電性タイプの違いに依存したVFc単分子膜の電気化学応答データを集積した。

The processing width of electronic integration circuit is 10nm. The generation of electronic integration circuit is different from that of material engineering. For example, it is difficult to record the necessary amount of electric charge for the metal acid dielectric for the necessary time. The principle of reversible charge accumulation of organic molecules is proposed. The purpose of this study is to demonstrate the functional preservation of reversible electrochemical acidification of organometallic complex molecules and to establish the electronic properties of the interface (especially the electron mobility characteristics between semiconductor and organic molecules), and to establish the research guidelines for the realization of Redox molecules. A Study on the Molecular Bonding by Visible Light Excitation The visible excitation method is compared with the thermal excitation method. In addition, the formation of VFc single molecular film was successfully carried out in the presence of solvent. Measurement of the electrochemical response of the silicon bonding sample of the VFc monolayer The concentration of impurities in the substrate depends on the concentration of electrical conductivity.