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MnTe多形変態のひずみ制御およびそのストレイントロニクスデバイスへの展開

MnTe多晶型转变的应变控制及其在应变电子器件中的应用

基本信息

批准号：
22KJ0189
负责人：
KIM MIHYEON
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

MnTeは室温安定相のα相、高温相のβ相をもつ多形体であり、これら結晶間の多形変態に伴い、電気抵抗や光学バンドギャップの大きい変化を示す相変化材料である。我々研究グループは、コスパッタリング法により成膜したMnTe薄膜の多形変態を用いることで高速かつ省エネな不揮発性メモリ動作が可能であることを見出した。一方で、MnTeを含むこれまでの相変化メモリ（PCRAM）では、ジュール熱により単に0と1の二値を操るメモリであったが、膨大に増え続けるデータ量やAI技術の発展により、より高性能・高機能なメモリの開発が期待されており、スピントロニクスやストレイントロニクスといった新分野の研究が世界中で活発になっている。本研究では、多段階的に抵抗値を変化できれば多値記録メモリによる大容量化が可能となる。本研究では、MnTeの多形変態に熱応力が密接に関係していることから、外部応力による多段階的な物性変化の可能性に注目した。しかし、MnTe薄膜の変態温度は450℃以上と高温であり、応力による物性変化を実現するには変態温度の低下が求められる。そこで、成膜したままの薄膜の相安定性に注目し、第三元素（Cr）を添加することで相安定性を制御した結果、多形変態温度を低下させることに成功した。さらに、特定組成領域におけるCr-Mn-Te三元系薄膜は二元系MnTe薄膜より多段階的な電気抵抗の温度依存性を示すことがわかった。この段階的な変化は当初目的であった多値記録への可能性が示唆される。現在、Cr-Mn-Teデバイスを作製してメモリ動作を評価し、不揮発性メモリ動作を示すことを実証しており、続いてジュール熱や、ひずみ制御による多値記録の可能性を試みる方針である。また、これらの結果は国内学会や国際会議にて成果発表を行った。

MnTe is a stable phase at room temperature and a stable phase at high temperature. It is a polymorphic material. It is a polycrystalline material. It is electrically resistant and optically stable. We have studied how to form MnTe thin films with high speed and high stability. The phase change of MnTe (PCRAM) is different from that of MnTe (PCRAM). In this study, multi-stage resistance values are changed, multi-value records are changed, and large capacity is possible. In this study, we pay attention to the possibility of multi-stage physical property transformation of MnTe due to thermal stress and external stress MnTe thin film transition temperature is higher than 450℃, higher temperature, lower temperature. The phase stability of the film was investigated. The third element (Cr) was added to the film. The phase stability was controlled. The polymorphic temperature was lowered. The temperature dependence of the electrical resistance of Cr-Mn-Te ternary thin films and binary MnTe thin films in specific composition domains is demonstrated. The first step of the change is to record the possibility of multiple values. At present, Cr-Mn-Te alloy is controlled by a variety of methods, such as evaluation, non-volatile operation, demonstration, testing, and evaluation of the possibility of recording multiple values. The results of the conference were presented at the National Society and the International Conference.

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）

Electrical Conduction Mechanism of β-MnTe Thin Film with Wurtzite-Type Structure Using Radiofrequency Magnetron Sputtering

射频磁控溅射纤锌矿型β-MnTe薄膜的导电机制

DOI：
10.1002/pssr.202100641
发表时间：
2022
期刊：
Physica status solidi rapid research letters
影响因子：
0
作者：
Mihyeon Kim;Shunsuke Mori;Yi Shuang;Shogo Hatayama;Daisuke Ando;Yuji Sutou
通讯作者：
Yuji Sutou

ウルツ鉱型MnTe薄膜における電導機構

纤锌矿型MnTe薄膜的导电机制

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mihyeon Kim;Yi Shuang;Daisuke Ando;Yuji Sutou;金美賢，双逸，安藤大輔，須藤祐司;金美賢，森竣祐，双逸，安藤大輔，須藤祐司;金美賢，森竣祐，双逸，畑山祥吾，安藤大輔，須藤祐司
通讯作者：
金美賢，森竣祐，双逸，畑山祥吾，安藤大輔，須藤祐司

MnTe薄膜におけるレーザー加熱による多形変化の顕微ラマン観察

激光加热 MnTe 薄膜中多晶型变化的显微拉曼观察