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硫化スズで原子1層分の膜〜日経サイエンス2020年9月号より

東大など,強誘電体メモリー材料に

 

東京大学と関西学院大学,台湾の国立交通大学などの国際共同研究グループはこのほど,硫化スズを原子1層分の薄膜に加工することに成功し,電圧をかけなくても電荷の偏り(分極)を維持する強誘電特性を持っていることを実証した。電気を供給しなくてもデータを保持できる強誘電体メモリー向けの新材料として利用できれば,微細化が求められる次世代メモリーの開発につながる可能性がある。成果はNature Communications誌に掲載された。

 

強誘電体メモリーは不揮発性メモリーの一種で,交通系ICカードに使われるなど用途が広がっている。無電源でも保持される電荷の偏りをデジタル信号に対応させ,メモリーとして利用している。従来の強誘電体メモリーは,シリコン半導体と強誘電材料を組み合わせた構造だった。このうち強誘電材料としては主に半導体の性質を持たない酸化物材料が使われている。ところが, 酸化物材料は厚さを数nmの極薄にすると,強誘電材料の特性を失ってしまう。このため,メモリーの微細化に限界があった。

 

研究グループは,強誘電特性と半導体の2つの特性を持つ硫化スズに着目。基板に蒸着する時に温度を制御し,硫化スズを原子1層分の極薄膜に加工することに成功した。厚さが1nm以下でも強誘電特性は保持しているという。このため,より小さなメモリー開発への応用が期待される。硫化スズは,理論的に極薄膜になっても強誘電特性を失わないと予測されていた。しかし,実験的に原子1層分の薄膜を作ることは困難だった。研究グループは引き続き今回の硫化スズの成果の応用を目指して研究開発に取り組む考えだ。■

 

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