Funakubo Hiroshi 교수 (Materials Science and Technology University of Materials Science and Technology의 Elemental Strategy Research Center의 일부)와 Yasuoka Shinnosuke (2 학년 석사 프로그램)로 구성된 연구 그룹은 Aluminum에서 SCANDIUM을 설정 한 것보다 더 높은 특성을 보여주는 영화를 성공적으로 제작 한 영화를 제작했습니다 강바카라 하는 법체 중에서 가장 높은 강바카라 하는 법성 특성을 갖습니다 또한, 세계에서 처음으로 1/100,000 (10 nm) 미만의 두께를 갖는 알루미늄 스칸듐 질화물 박막조차도 강바카라 하는 법 전기임을 확인했습니다
산화 하프 늄과 같은 전통적인 강바카라 하는 법체는 복잡한 형태의 기질에 3 차원 필름의 제조가 필요합니다 이 결과는 간단한 구조로 강바카라 하는 법전 필름을 제조 할 수있는 관점에서 비용을 줄이며 저전력 소비로 작동하는 IoT에 대한 비 휘발성 메모리가 실현 될 것으로 예상됩니다
The results of this year are from a research group consisting of Dr Shimizu Shoo, an independent researcher at the Institute of Materials and Materials Research Center, the National Institute of Materials and Materials, Uehara Masato, Sensing Systems Research Center at the 바카라 커뮤니티, and Yamada Hiroshi, Chief Researcher, Akiyama Morito, Assistant Professor Hiranaga Yoshiomi and Tohoku University의 전기 통신 연구소의 Naga Yasuo 교수Journal of Applied Physics"의 주요 기사로 선정되었습니다 9 월 18 일 (현지 시간)에 출판 될 예정입니다
강력 전기는 전압이 적용되는 방향에 따라 전원에서 분리 된 경우에도 해당 시점에서 분극 상태를 유지할 수있는 재료이며, 결정에 두 개의 안정 상태 (편광 상태)가 있습니다 편광 상태를 유지하는 데 전력이 사용되지 않기 때문에 이론적으로 전원없이 정보를 보유 할 수있는 스토리지 저장 요소 (비 휘발성 메모리)를 제작할 수 있습니다 이러한 강바카라 하는 법성 기억은 이미 운송 IC 카드에 널리 사용되었지만, 강바카라 하는 법 전기 필름을 제작하기는 어렵고 일부 응용 프로그램으로 제한되었습니다
2011 년에는 제조가 쉬운 산화물 기반 물질이 발표되어 많은 관심을 끌었지만, 강바카라 하는 법성을 제어하는 방법이 아직 완전히 확립되지 않았다는 사실 외에도, 열광적 인 필름의 생산은 여전히 필요하며 오늘날에는 실용적으로 이용되기위한 노력이 필요합니다
2019 년에, 현재 스마트 폰의 고주파 필터에 사용되는 알루미늄 질화물 스칸듐 [(Al, SC) N]은 강하 전기 특성이 높다고보고되었습니다 그러나, 저전력 소비로 메모리를 작동시키기 위해서는 강바카라 하는 법성 재료를 얇게하는 것이 필수적이지만,이 연구에서보고 된 데이터는 150 nm의 두꺼운 필름과 관련이 있으며, 필름이 얇아 지더라도 강바카라 하는 법성이 나타날지 여부는 확실하지 않았다 이것은 강바카라 하는 법성 물질이 얇아지면 강바카라 하는 법성이 손실됨을 의미합니다크기 효과9513_9605
이 연구에서, 스칸디움 대 알루미늄 대 알루미늄 [SC/(SC+AL)]의 상이한 비율을 갖는 몇 가지 유형의 알루미늄 질화물 스칸듐 [(AL, SC) N]을 질소 가스와 대응기에서 스캔음 (SC) 및 알루미늄 (AL)을 반응함으로써 생성되었다
결과적으로, 이전 보고서와 비교할 때, 우리는 전원 공급 장치가 분리 될 때 남아있는 1cm x 1 cm 당 작은 SC/(SC+AL) 비율과 더 큰 커패시턴스 (잔류 분극 값)를 사용하여 강바카라 하는 법전 필름을 성공적으로 제작했습니다 (그림 1)
그림 1 전원 공급 장치에서 분리 될 때 남아있는 CM × 1 cm 당 CAPACITANCE (잔류 분극 값)의 관계
또한 SC/(SC+AL) 비율이 작을수록 CM 당 전압 (코일 필드)이 더 많을수록 하나의 편광 상태를 다른 분극 상태로 변경해야했습니다eC) (그림 2의 중간 코팅 지점) 및 적용 할 수있는 cm 당 전압 (최대 전기장,emax) (그림 2의 중심점)의 차이가 넓어지는 것으로 밝혀졌습니다 이것으로부터, SC/(SC+AL) 비율을 감소시킴으로써, 즉, 스칸듐의 농도를 낮추면, 편광 상태가 반복적으로 반전 되더라도 두 상태 사이의 안정적인 앞뒤로 달성 될 수 있음이 밝혀졌다
그림 2 CM 당 전압 (강제 필드,eC) (중간 코팅 지점) 및 적용 할 수있는 CM 당 전압 (최대 전기장,emax) (내부 지점) 및 필름의 SC/(SC+AL) 비율
또한, 전력 소비를 줄이는 데 필요한 얇은 필름과 관련하여, 지금까지 도전이 된 것은 처음으로 필름 두께가 48 nm로 감소하더라도 높은 강하 전기 특성을 처음으로 발견 한 것은 처음으로 발견되었습니다 (그림 3) 또한, 강바카라 하는 법성은 9nm에서도 달성 될 수 있으며, 이는 더 얇습니다비 라인 바카라 하는 법체 상수 현미경(2)는 세계에서 처음으로 이것을 확인하는 데 사용되었습니다 (그림 3 (b) 및 (c))
그림 3 (a) 다양한 강유 전기가 전원에서 분리 될 때 남은 1cm x 1 cm 당 커패시턴스 (잔류 편광 값)의 필름 두께 의존성 (잔류 분극 값)
이번에 확인 된 잔류 편광 값은 전형적인 강바카라 하는 법 전기 PB (Zr0.2ti0.8) O3의 두 배 이상 크기임을 알 수 있습니다
(b) 두께가 9nm 인 필름에 적용되고 -6v는 일부 영역에만 적용됩니다
(c) 동일한 범위의 비선형 바카라 하는 법 상수 현미경 이미지 두 편광 상태에 상응하는 대비가 이미지에서 확인되었고, 전압이 반전 된 것으로 확인되었다
이 결과에서 다음과 같은 파급 효과가 예상 될 수 있습니다
a) 저전력 소비로 작동하는 강바카라 하는 법성 메모리의 실제 적용 가속
강바카라 하는 법체를 사용한 메모리 (Ferroelectric Memory: Terminology 3)은 수년 동안 "이상적인 메모리"및 "궁극적 인 메모리"로 간주되어 저전력을 소비하고 고속으로 작동하기 때문입니다 그러나 과거에 연구되고 적용된 모든 강바카라 하는 법성 물질은 필름 제조의 어려움, 작은 강바카라 하는 법성 특성 및 제어 방법의 확립과 같은 문제로 어려움을 겪었습니다
이 연구의 대상이었던 알루미늄 질화물 스칸듐은 기존 재료보다 강하 전기 특성이 높고 제조하기 쉽기 때문에 많은 관심을 끌었습니다 강바카라 하는 법 전기 중 가장 큰 강바카라 하는 법체 특성을 가질뿐만 아니라 작동 온도가 가장 높으므로 메모리의 광범위한 응용 분야에서 사용할 수 있습니다
b) 장치에 대한 메모리로 적용될 수 있습니다
IoT가 확산되면 센서가 어디에나 설치 될 것이며, 생년월일과 노후화 인구가 감소하더라도 안전하고 안전한 사회가 건설 될 것으로 예상됩니다 이러한 상황에서는 기존의 고속 고도로 통합 된 메모리가 아닌 센서 데이터를 저전력 소비로 저장할 수있는 메모리를 실현하는 것이 중요합니다
Ferroelectric Memory는 전력 소비가 가장 낮은 상태에서 작동하고 데이터 저장을위한 전력을 거의 소비하는 비 휘발성 메모리입니다 이 연구는이 저전력 메모리를 실질적으로 사용 할 것으로 예상 될 수 있습니다
또한, 복잡한 3 차원 형태의 필름을 제조하기 위해 기존의 Hafnium 산화물 기억이 조사되고있다 이번에 논의 된 알루미늄 스칸듐 질화물 박막은 높은 강바카라 하는 법성 특성을 가지므로 3 차원 모양을 가질 필요가 없으며 전극 사이에 간단한 구조를 가진 기억으로서의 실제 사용의 관점에서 비용 감소가 예상 될 수 있습니다
c) 새로운 장치에 적용될 수 있습니다
알루미늄 질화물 스칸디움은 이미 스마트 폰의 고주파 필터로 실질적으로 사용되어 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 압전 특성을 활용했습니다 이러한 성과는 편광 방향을 제어 할 수있게 해주었기 때문에 이전에 사용되지 않은 새로운 응용 프로그램이 예상 될 수 있습니다
게시 된 잡지 :Journal of Applied Physics
종이 제목 : (al1-xSCx) n 박막
※ 일본어 번역 : (al1-xSCx) N 박막의 강바카라 하는 법성에 대한 강수 조건의 영향
저자 : Shinnosuke Yasuoka, Takao Shimizu, Akinori Tateyama, Masato Uehara, Hiroshi Yamada, Morito Akiyama, Yoshiomi Hiranaga, Yasuo Cho 및 Hiroshi funakubo
doi : 101063/50015281
이 연구의 일부는 교육 문화, 스포츠, 과학 및 기술의 "원소 전략 프로젝트 <연구 센터 형성 유형"(주제 번호 JPMXP0112101001)의 일환으로 수행되었습니다