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。

The semiconductor devices used in mobile phones are now being developed in the direction of miniaturization technology, high functionality, power saving, miniaturization and large capacity. In the near future, the limits of miniaturization technology are met, and new principles are proposed. The purpose of this study is to develop a new method for the control of VO2 electrical resistance in the formation of all-solid acidizing elements on VO2 membrane. In the early 2020s, VO2 and other conductive solid electrolyte (LiCoO2) film stability, reproducibility, and equipment preparation will be carried out. In late 2022, VO2LiCoO22 films on Al2O3 substrates were prepared. The film formation conditions were discussed. The substrate temperature was 700℃. The film formation pressure was 4mTorr. The stable alignment film was obtained. The structure and numerical evaluation of X-ray reflection and emission photoelectron spectroscopy were evaluated. The formation of VO2/LiCoO2 multilayer film and the formation of LixVO2 multilayer film are discussed in detail. The results of this study were confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray absorption spectroscopy. The result is that all solid acids can be converted into elements, and the voltage can be added to the solution.

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

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