In this study, I focused on ReFe2O4 (Re = Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Y) which is charge-ordering state in room temperature. In order to applying the resistive switching phenomenon induced by electric field which observed in bulk LuFe2O4 for electronics devices, I aimed to fabricate ReFe2O4 thin films and then to observe aforementioned resistive switching phenomenon. Finally I could achieve those, additionally I revealed such resistive switching phenomenon is common property of these charge-ordering material systems.
電子相変化デバイスでは、流れているキャリアを制御することのみがメインの半導体デバイスとは異なり、 電子の安定的な配置が変化することにより物性が大きく変化するという特長をもつ。 このような物性の変化を用いると既存のデバイスより、高性能なデバイス・簡単な構造で動作するデバイス を作成することができる。 非常に魅力的で多くの分野への応用が期待される電子相変化デバイスであるが、 室温で動作するものはまだ少なく、今後の研究による発展が期待されている。
本研究では室温で電荷秩序を発現するReFe2O4(ReはDyからLuまでの希土類元素及びY)に着目し、バルクLuFe2O4で報告されている電界ストレスによる抵抗スイッチング効果を、 実際のデバイスへ応用していくための基礎的な研究を行った。 具体的には、ReFe2O4薄膜の作製と上記抵抗スイッチング効果の観測を目指し、達成することに成功した。 更にこの抵抗スイッチング効果がこの電化秩序材料系に共通の性質であることを明らかにした。