全固体イオン伝導体酸化還元素子による強相関酸化物膜の抵抗スイッチング素子の開発

使用全固态离子导体氧化还原装置开发强关联氧化膜电阻开关装置

• 批准号: 22K04933
• 负责人: 樋口 透
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04933/
• 关键词: 全固体酸化還元素子; リチウムイオン伝導体; プロトン伝導体; 抵抗スイッチング; イオンの挿入・脱離; 二酸化バナジウム; イオンの挿入脱離

現在使用されているパソコンや携帯電話の半導体メモリー素子は、微細化技術の向上により、高機能化・省電力化・小型化・大容量化が実現されてきた。しかし、ムーアの法則によれば、近い将来、微細化技術の限界を迎えるとされており、従来から新しい原理に基づく様々なメモリー素子が提案されてきた。本研究では、強相関酸化物VO2膜上積層させたイオン伝導体固体電解質膜から成る全固体酸化還元トランジスタを作製し、イオンの挿入・脱離によりＶＯ２の電気抵抗を制御することで、抵抗スイッチングを可能にする新規の素子を開発することが目的である。２０２２年前期は、VO2及びイオン伝導体固体電解質（ＬｉＣｏＯ２）の膜を安定的かつ再現性良く作製するためのスパッタ装置の整備を行った。２０２２年後期は、Ａｌ２Ｏ３基板上にＶＯ２ＬｉＣｏＯ２２の各膜を作製し、種々の成膜条件の検討から、基板温度700℃、成膜圧4mTorrにて安定的に配向膜が出来ることをX線回折と放射光光電子分光による構造・価数評価により評価した。また、全固体トランジスタ化を想定して、ＶＯ２／ＬｉＣｏＯ２多層膜を作製し、ＬｉＬｉｘＶＯ２が生成による絶縁体化を明らかにした。この結果は、放射光X線光電子分光やX線吸収分光によるFermi準位近傍の電子構造の結果からも確認できた。この結果は、全固体酸化還元素子において、電圧印加に伴うＬｉイオンの挿入が可能であることを示唆しており、当初の狙い通りの結果である。

当前使用的PC和手机的半导体内存元素已得到改进，以实现更高的功能，功率降低，尺寸降低以及由于改进的小型化技术而增加了容量。但是，根据摩尔定律，小型化技术将在不久的将来达到其限制，并且已经根据新原则提出了各种记忆设备。这项研究的目的是制造由由离子 - 导电器固体固体氧化晶体管制成的固体固体电解质膜制成的，这些膜层压膜上层压在强相关的氧化物VO2膜上，并开发出一种新的设备，从而通过插入Vo2的电阻来插入deSerting oferting and deSorting and deSorting Inion，从而实现了阻力切换。在2022年上半年，我们一直在使用溅射装置来稳定且可重复地制造VO2和离子 - 导导器固体电解质（LICOOO2）的膜。在2022年的下半年，在AL2O3底物上制造了Vo2licoo22膜，在检查了各种膜形成条件之后，通过X-Ray衍射和同步光照明的X射线衍射和同步光镜检查，在700°C的底物温度下稳定地形成对齐膜，并在4mtorr的基板温度下稳定地形成了4mtorr的膜形成压力。此外，假设将其制成固态晶体管，制造了VO2/LICOO2多层膜，并且通过Lilixvo2的形成制成绝缘体。同步子X射线光电子光谱和X射线吸收光谱学附近的电子结构的结果也证实了这一结果。该结果表明，在全稳态的氧化还原装置中，可以使用电压施加插入液体，并且结果的目的是原始目的。

项目成果

All-Solid-State Redox Transistor for In Situ Manipulation of Perpendicular Magnetic Anisotropy in Half-Metallic NiCo2O4 Thin Film

用于原位操纵半金属 NiCo2O4 薄膜垂直磁各向异性的全固态氧化还原晶体管

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomoki Wada;Wataru Namiki;Takashi Tsuchiya;Daisuke Kan;Yuichi Shimakawa;Tohru Higuchi and Kazuya Terabe
• 通讯作者: Tohru Higuchi and Kazuya Terabe

半導体-絶縁体転移を示すVO2/Nb-TiO2多層膜の電子構造とキャリアー密度

半导体-绝缘体转变的 VO2/Nb-TiO2 多层薄膜的电子结构和载流子密度

• 发表时间: 2022
• 作者: 谷古宇 海斗;西 翔平;伊藤 宏樹;谷口 充樹;冨吉 希彩良;高田 文朝;志賀 大亮;組頭 広志;樋口 透
• 通讯作者: 樋口 透

Surface proton conduction below 100 °C of Ce0.80Sm0.20O2-δ thin film with oxygen vacancies

氧空位Ce0.80Sm0.20O2-δ薄膜在100℃以下的表面质子传导

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac4feb
• 发表时间: 2022
• 期刊: Jpn. J. Appl. Phys.
• 作者: G. Notake;D. Nishioka;H. Murasawa;M. Takayanagi;Y. Fukushima;H. Ito;T. Takada;D. Shiga;M. Kitamura;H. Kumigashira;and T. Higuchi
• 通讯作者: and T. Higuchi

東京理科大学理学部応用物理学科樋口研究室ホームページ

东京理科大学理学院应用物理系樋口实验室主页

Resistivity Switching Control of VO2 thin films with Nb-TiO2 and LiCoO2 buffer layers

具有 Nb-TiO2 和 LiCoO2 缓冲层的 VO2 薄膜的电阻率切换控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Kaito Yako;Shohei Nishi;Hiroki Ito;Mitsuki Taniguchi;Kisara Tomiyoshi;Tomoasa Takada;Daisuke Shiga;Hiroshi Kumigashira;Tohru Higuchi
• 通讯作者: Tohru Higuchi