発表者

遠藤　史也（田中研）

指導教員

神吉　輝夫

Title

Creation of VO₂ resistance modulation device using strain effect by electrostatic force

Abstract

Vanadium dioxide (VO₂), a strongly correlated electron system material, shows a huge resistance change accompanied by metal-insulator transition (MIT) at room temperature. It is known that the electric conductivity of VO₂ is greatly influenced by lattice strain. This strain control of VO₂ by electrostatic force is useful as a means of clarifying physics between the lattice strain and electric conduction characteristics. It is also expected to be applied to strain electronics devices. The electrical conduction characteristics of VO₂ are influenced by strain in the c-axis direction. In the previous study [1], side gate field effect transistor (SG-FET) using single crystal VO₂ free standing nanowire channel with compressive strain to c-axis by electrostatic force was fabricated and the resistance decreased. In this study, in order to apply tensile strain in the c-axis direction, I fabricated a SG-FET with VO₂ free standing nanowires in the [001] direction by rotation of 90 °. Furthermore, I attempted modulation of electric conduction by electrostatic force. My experiment clarified that electrostatic force-induced conduction modulation in VO₂ freestanding wires was strongly dependent on the crystal oriententaiton, which has fully potential for strain applications.

タイトル

静電引力制御による歪み効果を用いたVO₂抵抗変調デバイスの創成

概要

強相関電子系材料である二酸化バナジウム(VO₂)は、室温近傍にて金属-絶縁体転移(MIT) に伴った巨大な抵抗変化を示す。VO₂ の電気伝導性は、格子歪みの影響を大きく受けることが知られており、静電引力によるVO₂の歪み制御は、強相関電子物性の格子歪-電気伝導特性を解明する手段、及びストレインエレクトロニクスデバイスへの応用が期待される。VO₂の電気伝導特性は、特にc軸方向の歪に影響され、先行研究[1]において、静電引力によりc軸へ圧縮歪がかかる単結晶VO₂フリースタンディングナノワイヤーチャネルを用いたサイドゲート型トランジスタ（SG-FET）を作製し、c軸へ圧縮歪効果で抵抗が減少することが報告された。今回、私はc軸方向に引っ張り歪を印可するため90°回転させた [001]方向へのVO₂フリースタンディングナノ細線を有するSG-FETの作製を試み、静電引力効果による電気伝導変調を試みた。この結果、VO₂の電気伝導変調方向は歪印可の結晶方位に大きく依存し、静電引力により電気伝導特性を精密に制御できることを明らかにした。

References

1. 第78回応用物理学会秋季学術講演会　7p-A202-7　樋口敬之、神吉輝夫、田中秀和、他

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