大学院理工学府理工学基盤部門の後藤民浩教授が共著者として関わった論文が、Science誌に掲載されました

大学院理工学府理工学基盤部門の後藤民浩教授が共著者として関わった論文が、アメリカの科学誌「Science」に掲載されました（2021年12月10日）。

【掲載誌】

Science 374, 1390 (2021)?

【タイトル】

Elemental electrical switch enabling phase segregation–free operation（相分離のない動作を可能にする単一元素電気スイッチ）

【著者】

Jiabin Shen^1,2, Shujing Jia^1,2, Nannan Shi³, Qingqin Ge³, Tamihiro Gotoh⁴, Shilong Lv¹, Qi Liu⁵, Richard Dronskowski⁶, Stephen R. Elliott^7,8, Zhitang Song¹, Min Zhu¹

 

1 State Key Laboratory of Functional Materials for Informatics, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, 中国

2 University of the Chinese Academy of Sciences, 中国

3 Thermo Fisher Scientific China, 中国

4 Department of Physics, Graduate School of Science and Technology, Gunma University, 日本

5 Frontier Institute of Chip and System, Fudan University, 中国

6 Institute of Inorganic Chemistry, Chair of Solid-State and Quantum Chemistry, RWTH Aachen, University, ドイツ

7 Trinity College, University of Cambridge, イギリス

8 Physical and Theoretical Chemistry Laboratory, University of Oxford, イギリス

カルコゲナイド材料は、スイッチング速度が速く、素子サイズを小さくできるため、コンピュータのメモリとスイッチとして有望です。しかし、従来材料には多くの元素が含まれており、スイッチングの信頼性が低下する問題がありました。そこで、本研究では純粋なテルル(Te)を用いたスイッチ素子を構築しました。単一元素で相分離しないため、安定に動作し、2億回のスイッチを実証しました。この素子は、大きな駆動電流密度（11 MA/cm²以上）、約10³のオン/オフ電流比、および20ナノ秒より速いスイッチング速度で動作します。興味深いことに、抵抗変化のメカニズムは他のカルコゲナイド材料と大きく異なります。低いOFF電流は、Te-電極界面に存在する約0.95 eVのショットキー障壁に起因し、高いON電流は、過渡的な電圧パルスによって誘発されるTeの固体-液体相変化に基づきます。単一元素で動作する相変化電気スイッチの発見は、従来の多元素による問題を回避し、より高密度のメモリチップの実現に役立つ可能性があります。

◆本成果は、2021年12月10日に米国科学誌Scienceのオンライン版で公開されました。

◆論文はこちらからご覧いただけます。

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