発表者

遠藤　史也（田中研）

指導教員

神吉　輝夫

Title

Creation of flexible resistance modulation device by using single crystal VO₂ thin film

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 strain in the c-axis direction. 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. In the previous study [1], A VO₂ flexible device using a VO₂ nanowire by PVD method was fabricated, and the resistance value changes in response to strain. In this study, we fabricated a VO₂ flexible device by peeling the single crystal VO₂ thin film and transferring it to a flexible substrate. I tried to quantitatively clarify how compressive strain and tensile strain in the c-axis direction affect the electrical conduction characteristics of VO₂. Although the crystal orientation dependence of the strain effect could not be confirmed, my research succeeded in inducing resistance modulation of VO₂ due to strain, and also demonstrated the goodness of strain sensitivity of VO₂.

タイトル

単結晶VO₂薄膜を用いたフレキシブル抵抗変調デバイスの作製

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c軸方向の格子歪みの影響を大きく受けることが知られており、VO₂のへ定量的な歪み制御は、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。先行研究[1]において、VO₂ナノワイヤーを用いたVO₂フレキシブルデバイスが作製され、歪みに応答し抵抗値が変化する様子が測定されている。今回私は単結晶VO₂薄膜を剥離しフレキシブル基板へと転写を行うことでVO₂フレキシブルデバイスの作製に取り組み、c軸方向への圧縮歪みと引張り歪みがVO2の電気伝導特性にどのように影響するのか定量的に評価することを目的として研究を行った。この結果、歪効果の結晶方位依存性は確認できなかったものの、歪みによってVO₂の抵抗変調を誘起することに成功し、VO₂の歪み感度の良さを示すことにも成功した。

References

1. B. Hu et al Adv. Mater 23 3536 (2011)

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