磁性及び抵抗スイッチング機能を同時付与した酸化物薄膜の創成

创建具有同时磁和电阻开关功能的氧化物薄膜

基本信息

批准号：
15J06927
负责人：
杉山一生
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology (2016-2017)Tohoku University (2015)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J06927/
关键词：
メモリリチウム半導体デバイス Liイオン電池 Liイオン電気化学薄膜

项目摘要

スマートフォンやタブレットなどの小型電子デバイスの普及、家電の電子制御・常時ネットワーク接続化、自動車の自動運転化・コネクティッド化など多様なモノの電子化に伴って、様々な応用用途に合わせた半導体の開発が求められている。中でも、情報を(一時)記憶するメモリ素子は省電力化・高速化・微細化を同時に求められている。従来型メモリの改良では性能に限界があることから、全く新しい原理のメモリが必要となる。このような背景から、本研究では従来型メモリと同等の性能を保ちつつ、微細化と省電力化については従来型メモリを上回る、新原理メモリの開発を進めてきた。本研究では当初、酸化物材料中のイオン移動を活用して多値メモリを開発することを目標としていたが、室温での動作に難があるため初年度に方針を転換した。新しい方針では、全個体Liイオン電池の原理と構成を活用しつつ、電池の充電容量を極端に小さくすることで、少ない消費エネルギーで電圧値を記録することができるメモリの開発を目指してきた。初年度に新方針のもとで動作を確認し、2年目にはその動作原理を解明した。最終年度にあたる本年度は、実用化に向けて微細化の実現可能性を検証した。電子線リソグラフィーにより、50μmの線幅で電極を作製し、その上に直径0.5 mmの円形電解質と電極を成膜することで、実際の動作面積としては12500平方μmの微細なデバイスを作製した。このメモリデバイスについて動作検証を行ったところ、メモリとして動作することが判明した。以上より、本研究において開発してきた新原理メモリは、リソグラフィー等の既存技術により微細化が可能であることを示すことができた。

随着智能手机和平板电脑等小型电子设备的传播，家庭电器的电子控制和不断连接的网络以及汽车的数字化，需要针对各种应用程序应用程序量身定制的半导体的开发。其中，需要存储（暂时）信息的内存元素，以同时降低功率，速度和微型化信息。常规内存改进的性能是有限的，需要具有全新原理的内存。鉴于此背景，这项研究一直在开发新的原则内存，该记忆保持相当于常规记忆的性能，同时在微型化和节能方面也超过了常规的内存。最初，这项研究旨在使用氧化物材料中的离子转移来开发多价记忆，但是由于在室温下运行困难，该政策在第一年发生了变化。新政策旨在开发一种可以以低能消耗来记录电压值的内存，同时利用所有单个锂离子电池的原理和配置。该行动在新政策的第一年确认，第二年被澄清了运营原则。今年的最后一年，研究了小型化为实际使用准备的可行性。通过使用电子束光刻，将电极用50μm的线宽度制造，然后在其上沉积了直径为0.5 mm的圆形电解质，制造了一种精细的设备，其实际操作面积为12,500μm。测试了内存设备的操作，发现它可以作为内存。从上面的角度来看，可以使用现有技术（例如光刻）来完善这项研究中开发的新原理记忆。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Determination of space-charge-layer width in Li-ion solid electrolyte under the application of voltages

施加电压下锂离子固体电解质空间电荷层宽度的测定

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
I. Sugiyama;M. Saito;Y. Aoki;Y. Otsuka;R. Shimizu;T. Hitosugi
通讯作者：
T. Hitosugi

Carbon content dependence of grain growth mode in VC-doped WC-Co hardmetals

DOI：
10.1016/j.ijrmhm.2015.07.002
发表时间：
2015-09-01
期刊：
INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRACTORY METALS & HARD MATERIALS
影响因子：
3.6
作者：
Sugiyama, I.;Mizumukai, Y.;Yamamoto, T.
通讯作者：
Yamamoto, T.

Liイオン電池構造を利用した電圧記憶型不揮発メモリーデバイスの開発

使用锂离子电池结构的电压存储型非易失性存储器件的开发

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
杉山一生;鈴木竜;清水亮太;白木将;一杉太郎
通讯作者：
一杉太郎

A nonvolatile memory device with very low power consumption based on the switching of a standard electrode potential

DOI：
10.1063/1.4980031
发表时间：
2017-04
期刊：
APL Materials
影响因子：
6.1
作者：
I. Sugiyama;R. Shimizu;Tohru S. Suzuki;Kuniko Yamamoto;Hideyuki Kawasoko;S. Shiraki;T. Hitosugi
通讯作者：
I. Sugiyama;R. Shimizu;Tohru S. Suzuki;Kuniko Yamamoto;Hideyuki Kawasoko;S. Shiraki;T. Hitosugi

研究室個人ホームページ

实验室个人主页