次世代強誘電体メモリ用強誘電体材料の電気的及び物理的特性

用于下一代铁电存储器的铁电材料的电学和物理特性

基本信息

批准号：
09F09816
负责人：
舟窪浩
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

強誘電体メモリ(FeRAM)は、現在コンピュータのメインメモリとして使用されているDRAM並みの高速動作と、電源を切っても情報が保持される不揮発性を併せ持つ"究極のメモリ"として開発された。FeRAMは日本のメーカーが世界に先駆けて商品化し、JRのスイカ等に幅広く使われている。しかし、FeRAMを高密度化し、コンピュータのメインメモリとするためには、優れた強誘電性をもつ新物質の探索と、その物質の信頼性確保が不可欠である。本研究は、エピタキシャルのモデルサンプルを用いることで、新物質の探索とその信頼性確保を行おうとする野心的な研究である。3年目の今年度は、環境に配慮した非鉛の材料探索として、BaTiO_3-Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3のエピタキシャル膜をパルスレーザー堆積法を用いて(100)SrRuO_3//(100)SrTiO_3基板上に作製した。その結果、以下の結論を得た。1)Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3は高圧合成相であるが、単相の膜の合成に成功した。2)BaTiO_3-Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3系は、すべての組成範囲内について、単相の膜を作製可能であった。3)Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3が20%以上では、残留分極値は、Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3含有量の増加に伴って単純に増加した。4)強誘電体ヒステリシスの角型もBi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3が20%以上では、残留分極値は、Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3含有量の増加に伴って単純に増加した。5)FeRAmの信頼性を損なう可能性のある圧電性は、従来のPb(Zr,Ti)O_3の約半分であった。5)しかし抗電界の値も同様に増加してしまい、低電圧での駆動には不向きであった。

铁电存储器（FeRAM）被开发为“终极存储器”，它结合了与目前用作计算机主存储器的 DRAM 相媲美的高速操作和即使在电源关闭时也能保留信息的非易失性。日本一家制造商是世界上第一个将 FeRAM 商业化的公司，并广泛应用于 JR 的西瓜等产品中。然而，为了提高FeRAM的密度并将其用作计算机的主存储器，必须寻找具有优异铁电性的新材料并确保这些材料的可靠性。这是一项雄心勃勃的研究，利用外延模型样本来寻找新材料并确保其可靠性。今年，第三年，我们通过脉冲激光沉积方法沉积BaTiO_3-Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3外延薄膜来寻找环保无铅材料)SrRuO_3/。 /(100)SrTiO_3 衬底。结果，得到以下结论。 1)Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3是高压合成相，但我们成功合成了单相薄膜。 2)BaTiO_3-Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3体系可以在所有成分范围内制备单相薄膜。 3)当Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3为20％以上时，残余极化值随着Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3含量的增加而增加。它只是相应地增加。 4）关于铁电磁滞的正方形，当Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3为20%以上时，残余极化值变为Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/ 2 >)随着O_3含量的增加而增加。 5)压电性可能会损害FeRAm的可靠性，其压电性大约是传统Pb(Zr,Ti)O_3的一半。 5）但矫顽电场值也增大，不适合低电压驱动。