強相関ヘテロ接合の創成-学理解明とデバイス応用

强相关异质结的创建 - 科学理解和器件应用

• 批准号: 05J11868
• 负责人: 藤原 宏平
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J11868/
• 关键词: 抵抗メモリ; 相変化; 酸化物薄膜; 酸化物デバイス; ヘテロ接合; 二元系遷移金属酸化物; キャパシタ; 抵抗変化メモリ; モット絶縁体; サーミスタ; 抵抗メモリ素子; 不定比酸化物; プローブ酸化

金属/遷移金属酸化物/金属サンドイッチ構造における抵抗スイッチング効果に関する研究 遷移金属酸化物が示す抵抗スイッチング効果が大きな注目を集め,活発に研究されている.その動機は二つあり,次世代不揮発性メモリである抵抗メモリ素子への応用及び現象の物理的起源の解明である.著者はこれまでに,CuOにおける抵抗スイッチング効果の舞台が,ソフト絶縁破壊操作によって酸化物中に形成される導電性パスであることを明らかにしてきた.本年度は以下の実験を行った.1,導電性パスの形成位置及びサイズの制御パスの形成は一種の絶縁破壊であることが昨年度までの結果から明らかになっているため,局所的な電界集中領域を電極パターンに導入することで,パスの形成位置制御を試みた.形成されたパスは電界集中領域にピン止めされるとともに,電極間距離の調整によって,パスサイズを減少させることも出来ることが分かった.また,それに伴って,スイッチング電圧・電流が大幅に低減されることも分かった.即ち,当該効果は将来の素子微細化・高集積化の中でも高いポテンシャルを有する.2,導電性パスの化学分析導電性パスは酸化物が溶融しな外観を持つ.抵抗スイッチング動作の低抵抗状態では,素子は金属伝導を示すため,母体酸化物の還元による金属の形成が期待される.この推測に基づいて,光電子顕微鏡・エネルギー分散型X線分析などによる化学組成の評価(Cuの価数分析・定性定量分析)を行った結果,パス構造は強く還元されたCuOから成ることが明らかになり,また金属Cuの存在も強く示唆された.化学状態は空間的に不均ーであることから,一種の非平衡的な反応の関与が推察される.2,導電性パスの化学分析導電性パスは酸化物が溶融しな外観を持つ.抵抗スイッチング動作の低抵抗状態では,素子は金属伝導を示すため,母体酸化物の還元による金属の形成が期待される.この推測に基づいて,光電子顕微鏡・エネルギー分散型X線分析などによる化学組成の評価(Cuの価数分析・定性定量分析)を行った結果,パス構造は強く還元されたCuOから成ることが明らかになり,また金属Cuの存在も強く示唆された.化学状態は空間的に不均ーであることから,一種の非平衡的な反応の関与が推察される.

研究金属/过渡金属氧化物/金属三明治结构中电阻转换的影响。 过渡金属氧化物的电阻切换效应吸引了很多关注，并正在积极研究。有两个动机，是要阐明现象的物理起源，以及对下一代非易失性记忆的应用。作者此前曾透露，CUO中电阻转换效果的阶段是通过软击穿操作在氧化物中形成的导电路径。今年，我们进行了以下实验：1。直到去年，一直决定形成导电路径的控制途径是一种介电故障。从结果可以明显看出，我们试图通过将局部电场浓度区域引入电极图案来控制路径形成的位置。将形成的路径固定在电场浓度区域，可以通过调节电极之间的距离来降低路径尺寸。此外，还发现开关电压和电流大大降低。也就是说，这种效果在未来的设备小型化和高积分之间具有很高的潜力。2，导电路径的化学分析不会熔化，但导电路径没有融化。在电阻转换操作的低电阻状态下，该元素表现出金属传导，因此通过减少母氧化物的形成金属的形成。基于这种推论，我们使用光电子显微镜和能量色散X射线分析进行了化学成分（CU和定性定量分析的价值分析）的评估，并揭示了路径结构由CUO大大降低，并且还强烈建议了金属Cu的存在。化学状态在空间上是异质的，因此可以推断出一种非平衡反应。2导电路径的化学分析静电路径具有融化氧化物的外观。在电阻转换的低电阻状态下，该元件表现出金属传导，因此通过还原基质氧化基质来期望金属的形成。基于这种推论，我们使用光电显微镜和能量色散X射线分析进行了化学成分（CU和定性定量分析的价值分析）的评估，并揭示了路径结构由CUO大大降低，并且还强烈建议了金属CU的存在。化学状态在空间上是异质的，可以推断出一种非平衡反应的参与。

项目成果

酸化物抵抗スイッチング素子における電流パスの設計と制御

氧化物电阻开关元件电流路径的设计与控制

• 发表时间: 2007
• 作者: Hiroya Matsuba;Yutaka Ishikawa;藤原 宏平
• 通讯作者: 藤原 宏平

Nonvolatile resistance memory effect in a conductive filament electroformed in dielectric oxides

介电氧化物中电铸导电丝的非易失性电阻记忆效应

• 发表时间: 2007
• 作者: Hiroya Matsuba;Yutaka Ishikawa;藤原 宏平;藤原 宏平
• 通讯作者: 藤原 宏平