バンドエンジニアリングによる高機能性結晶酸化物型セレクタ材料の実現

通过能带工程实现高功能结晶氧化物型选择器材料

• 批准号: 22K14485
• 负责人: 畑山 祥吾
• 金额: $ 3万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14485/
• 关键词: セレクタ; 遷移金属; 酸化物; 非線形性; カルコゲナイド; セレクタ材料; 不揮発性メモリ

本研究の目標である結晶酸化物型セレクタの実現に向けて、以下の知見・成果が得られた。1.アモルファス材料であるものの広くセレクタとして使用されるGeTe6を標準材料として用いて、安定に動作させることが可能な二端子型デバイスの作製プロセスの確立および測定スキームの構築に成功した。作製したデバイスは10の9乗回のON/OFFスイッチが可能であり、セレクタ材料のスクリーニングを行う上で十分な性能を持つことが分かった。2.遷移金属酸化物(TM-O)に対して、13-16族元素を第３元素として添加し、耐熱性の評価を行った。その結果、組成を最適化することで400℃までアモルファスが安定で、且つセレクタとして機能する材料を見出すことに成功した。本研究では結晶酸化物でのセレクタ実現を目指しているが、その根底には耐熱性の高いセレクタ材料を開発するという目的がある。当該材料はアモルファスであるものの、この目的に応え得る材料であり、本研究の目指す方向性から逸脱しないものである。3.上記のTM-O+第3元素の組み合わせの内、いくつかの酸化物は500-600℃の熱処理で相分離せずに結晶化することを見出すことに成功した。

为了为这项研究的目标做准备，获得了以下发现和结果，从而实现了氧化氧化物选择器。 1。使用是无定形材料的Gete6作为一种广泛的选择，作为标准材料，我们成功地为两端设备的制造过程建立了一个可以稳定运行并成功构建测量方案的制造过程。该制造的设备能够打开/关闭开关10次，并且发现具有足够的性能用于筛选选择器材料。 2。在过渡金属氧化金属（TM-O）中添加了第13-16个元素，并评估了耐热性。结果，通过优化组合物，我们成功地找到了一种稳定的无定形材料，最高为400°C，并且该材料作为选择器的作用。这项研究旨在使用结晶氧化物实现选择器，但根本目的是开发具有较高耐热性的选择材料。尽管该材料是无定形的，但它可以达到此目的，并且不会偏离该研究目标的方向。 3。在上述TM-O+第三元素组合中，我们成功地发现，某些氧化物在500-600°C下通过热处理而没有相分离而结晶。

项目成果

アモルファスGeTe6のセレクタ挙動に及ぼすAl添加の影響

Al添加对非晶GeTe6选择器行为的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 畑山祥吾;齊藤雄太
• 通讯作者: 齊藤雄太

Al添加GeTe6のセレクタ挙動

Al 掺杂 GeTe6 的选择行为

• 发表时间: 2022
• 作者: 畑山祥吾;齊藤雄太
• 通讯作者: 齊藤雄太

金属-酸化物-相変化材料積層構造を利用したセレクタフリーメモリ素子

采用金属氧化物相变材料堆叠结构的无选择器存储器件

• 发表时间: 2023
• 作者: 畑山祥吾;齊藤雄太
• 通讯作者: 齊藤雄太

金属-酸化物-相変化材料積層素子で生じる非線形電流-電圧特性

金属氧化物相变材料堆叠器件中产生的非线性电流-电压特性

• 发表时间: 2023
• 作者: 畑山祥吾;齊藤雄太
• 通讯作者: 齊藤雄太