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

• 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

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。

The popularity of small electronic devices, electronic control of home appliances, constant time connection, automatic operation of automobiles, electronic control of multiple devices, electronic development of semiconductor applications, etc. In the middle, information is stored (temporarily), and the elements are saved. Power saving, high speed and miniaturization are simultaneously sought. A new type of equipment is needed to improve its performance. This study aims to improve the quality of products, reduce the size of products, and improve the efficiency of products. This study is aimed at changing the policy on the development of new materials in the early years. The new policy is to use the principle and composition of the whole battery, and the charging capacity of the battery is extremely small, so that the consumption is small, and the voltage is recorded. In the first year, the new policy was confirmed, and in the second year, the principle of action was explained. This year, we have demonstrated the possibility of miniaturization. The electron beam width of 50μm electrode was fabricated, and the diameter of 0.5 mm electrode was fabricated. The actual operating area of 12500 μm square electrode was fabricated. This is the first time I've ever seen a person who's been in a relationship with someone else. The above research has developed new principles and demonstrated the possibility of miniaturization of existing technologies such as microelectronics.

项目成果

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.

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

• 发表时间: 2016
• 作者: I. Sugiyama;M. Saito;Y. Aoki;Y. Otsuka;R. Shimizu;T. Hitosugi
• 通讯作者: T. Hitosugi

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

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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

• 发表时间: 2015
• 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