- 発表者
- 野中 信（田中研）
- 指導教員
- 服部 梓
- Title
- Fabrication and switching of SmNiO3 proton driven resistance modulation device with asymmetric two-terminal electrode
- Abstract
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Samarium nickelate (SmNiO3: SNO), which is a typical strongly correlated electron metal oxide exhibits a metal insulator transition (MIT) at around 400 K. Resistive switching in nickelate has attracted interest among researchers due to their potential to realize high speed, and non-volatile memory as a highly-integrated logic circuit devices. In recent years, a reversible and colossal resistivity modulation through ion doping has been successfully demonstrated for SNO and its family of nickalate. For example, SNO proton resistor, where electric field forces proton to migrate during hydrogenation by utilizing Pt catalytic, leads to the 108 order resistance modulation at 300K [1]. Proton based devices enable huge resistance modulation that cannot be achieved by the field effect [2], but the driving mechanism has not been quantitatively evaluated so far. In order to realize huge and high-speed operation in the proton resistor, the correlation among various parameters (channel length, width, hydrogen concentration, applied voltage between terminals, voltage application time, temperature), resistance modulation and speed should be clarified. In this study, we prepared the SNO proton resistor with an asymmetric electrode and studied the resistance switching characteristics quantitatively. The device showed the resistance modulation with memory effect depending on the Vg application condition, which corresponds to the hydrogen diffusion in the SNO channel.
- タイトル
- 非対称2端子電極を持つSmNiO3プロトン駆動抵抗変調デバイスの作製及びスイッチング特性
- 概要
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強相関電子系酸化物のニッケル酸サマリウム(SmNiO3: SNO)は、400K付近で低温の絶縁体状態から金属状態へと転移する金属絶縁体相転移(Metal Insulator Transition: MIT)を示し、急激に抵抗値が変化する非常に興味深い物質である。SNOの抵抗スイッチングは高速で、高密度の不揮発性メモリ及び論理回路デバイスの実現の可能性などから注目を集めており、また、最近イオンドーピングによる可逆的で巨大な抵抗変調が実証されている。例えば、SNO薄膜にPtを触媒としてプロトンをドープすることで、300Ｋにおいて8桁に及ぶ電気抵抗上昇が起きる[1]。また定量的な駆動原理は未解明だが電界効果により抵抗変調を示すプロトンレジスターが実証されている[2]。プロトンデバイスで巨大かつ高速動作を実現するためには、各種パラメータ（チャネル長、幅、水素ドープ量、端子間印加電圧、電圧印加時間、温度）と抵抗変調度およびスピードの相関を明らかにした上で、デバイス構造を微細化することが有効であると考えられる。そこで本研究では、非対称電極を持つ2端子SNOプロトンデバイスを用意し、抵抗スイッチング特性の定量的評価を試みた。このデバイスは電圧印加条件に対応してメモリ効果を伴う抵抗変調を示した。これは電界によりSNOチャネル内の水素が拡散、収縮した結果であると考えられ、プロトンの挙動と連動させデバイス動作を議論する。
- References