기존의 한계를 넘어 고온 환경에서 작동하는 비 휘발성 스피드 바카라

8166_8277NanoElectronics Research Division(리서치 부서장 Yasuda Tetsuji), Naito Yasuhisa, 최고 연구원 및 최고 연구원 및 최고 연구원 인 Tsukagoshi Kazuhito, Nanoarchitectonics 국제 재료 및 재료 연구소 (Hashimoto Kazuhito 회장) ( "자료의 상담"), A 컨설팅으로 언급)나노 갭구조를 사용하고 600 ° C에서 작동합니다비 휘발성 스피드 바카라요소가 처음 개발되었습니다

정상적인 실리콘 반도체를 사용하는 스피드 바카라 장치의 경우Bandgap에 의해 야기 된 반도체 특성 고온에서 유지할 수 없으며 스피드 바카라 기능을 유지할 수 없습니다 이번에는 정보 저장 섹션에서 내열성이있는 백금 나노 구조를 사용하여 매우 높은 온도에서 작동하는 비 휘발성 방법입니다저항 변경 스피드 바카라성공적으로 실현되었습니다 이 스피드 바카라 요소는 비행 레코더 및 행성 프로브와 같은 고온 환경에서 스피드 바카라 및 센서에 적용될 것으로 예상됩니다 이 기술에 대한 자세한 내용은 Springer Nature가 게시 한 Academic Journal을 참조하십시오과학 보고서10 월 11 일에 디지털 판에 출판 될 예정입니다

600 ° C 고온에서 작동 확인

종이 또는 가연성 기록 매체에 축적 된 정보는 고온으로 인한 화재 또는 기타 손상시 손실됩니다 정상적인 실리콘 반도체를 사용하는 스피드 바카라 장치에서, 고온에서 반도체 특성을 나타내는 밴드 갭은 작으며, 정보는 200 ℃ 이상의 고온에서 유지 될 수 없다 다시 말해, 지금까지 고온 환경에서 쓰기 또는 독서는 불가능했으며 고온에서 기록을 보호하는 기술이 거의 없었습니다 반면, 고온 환경에서의 레코드를 보호하는 기술은 항공기 비행 레코더, 자동차 대시 캠 및 행성 우주선에서 추구되며, 안전하고 안전한 사회를 실현하고 지식이 차세대에게 전달되도록함으로써 과학의 발전에 기여할 수 있다고 믿어집니다

스피드 바카라는 차세대 비 휘발성 메모리의 연구 및 개발에서 전자 장치의 사용을 확장하는 것을 목표로하고 있으며, 이에 따라 전 세계 금속 원자의 나노 구조를 사용하여 비 휘발성 기억을 개발하기 위해 노력하고 있습니다 (AIST : Nanospace를 사용하는 "Nano) 이번에는 Chiba Institute of Technology, 스피드 바카라 및 재료 기관의 연구팀은이 기술을 사용하여 Nanogap 전극의 전극 금속의 결정도를 개선하고 고온에서 기억에 기여하는 나노 구조의 구조적 변화 메커니즘을 설명했습니다 이 현상에 기초하여, 우리는 고온에서 전극 재료, 전극 금속으로서 고온에서도 고온에서 메모리 작동을 달성하기 위해 고온에서도 구조를 변경하기가 어려운 백금을 채택했습니다

또한,이 연구 개발은 일본 과학 기술 기관 (JST) 전략적 창의적 창의적 연구 촉진 프로젝트 (JST)의 "재료, 장치 및 시스템의 융합을 통해 혁신적인 나노 일렉트로닉스"(Sakurai Takayasu의 연구 책임자)의 "디지털 데이터의 장기 저장을 실현하는 매우 신뢰할 수있는 스피드 바카라 시스템"에 의해 부분적으로 지원되었습니다

도 1에 도시 된 바와 같이, 나노 갭의 간격으로 가역적으로 변화하는 나노 필러는 성장하고 저항 값을 접근하고 분기시켜 저항 값을 변화시킨다 터널 전류의 저항 값은 접근하고 발산 할 때 극적으로 변해 두 상태가 생성 될 수 있습니다 Nanogap 스피드 바카라는 금속 구조가 유지되는 한 스피드 바카라를 유지할 수 있습니다 Chiba Institute of Technology 인 Nanogap 전극의 전극 금속의 결정도를 향상시키기 위해 기술을 사용하여 이제 우리는 이제 고온에서 스피드 바카라 기능을 유지하는 데 기여하는 나노 구조의 구조적 변화 메커니즘을 명확히했습니다 무화과 도 2는 백금 NANOGAP 스피드 바카라 저장 장치의 주사 전자 현미경 이미지를 보여준다 결정 성이 높고 스위치 작동이 이번에 메커니즘의 설명에 기여한 후 큰 형상 변화를 일으킬 가능성이 적다는 사실

그림 1 나노 갭 스피드 바카라 원리의 요약 나노 필러가 자라면서 나노 갭 간격이 변경

그림 2 Nanogap 스피드 바카라의 스캐닝 전자 현미경 이미지 (Nanogaps를 사용한 단열 기판 (실리콘 산화물 필름)의 백금 전극

그림 3은 600 ° C에서 교대로 100 회 저항 값을 켜고 끄는 결과를 보여줍니다 온도 환경에서도 온 및 오프 저항 값이 분리되어 있음을 알 수 있습니다 그림 4는 실온과 600 ° C 사이의 온도를 보여줍니다ON/OFF 비율약 400 ° C에서 감소하는 금과 비교하여, 높은 융점 백금 Nanogap 스피드 바카라는 고온 환경에서도 높은 온/오프 비율을 나타냅니다 고온 환경 하에서 나노 필라 형성의 메커니즘은 온도 의존성의 관점으로부터 명확 해졌다 특히, 기둥의 형성을 억제하는 원자 확산의 두 가지 효과는 나노 필라의 형성 동안, 원자 전달과 함께 기둥을 형성하는 동안 동시에 발생하는 것으로 밝혀졌다 백금 Nanogap은 고온 환경에서도 후자의 효과를 초과 할 수 있으며 스피드 바카라로 작동 할 수 있음이 밝혀졌습니다 또한, 백금 Nanogap 스피드 바카라는 실온에서와 마찬가지로 고온 환경에서도 정보를 안정적으로 유지하고 서면 상태는 8 시간 이상 600 ° C로 유지되었습니다

그림 3 : 600 ℃ 환경에서 Nanogap 스피드 바카라의 온/오프 값

그림 4 백금 Nanogap 스피드 바카라 온/오프 비율의 온도 의존성

재난 발생시와 같이 고온에서 보호 할 수없는 데이터를 저장함으로써 안전하고 안전한 사회의 창출에 기여할 수 있습니다 또한 배기 열에 대해 걱정하지 않고 데이터 센터 및 기타 영역에서 사용될 수 있으므로 냉각 에너지를 줄일 수 있으며 에너지를 절약 할 수있는 높은 희망이 있습니다 그러나 전자 장치의 고온 내구성에 대한 연구는 막 시작되었으며, 기본 연구는 앞으로 계속 될 것이며, 더 높은 온도를 수용 할 수있는 실질적인 사용 및 재료 검색을 목표로 한 연구는 계속 될 것입니다 나노 갭 기억의 고온 내구성은 이번에 밝혀졌다이 시간은 실온에서 저장되면 정보 보유 시간이 길어질 것이며 장기 기록 기억도 예상 될 수 있음을 시사한다

◆ Nano Gap

실리콘 기판 상에 약 10 nm의 마이크로 갭 이 Nanogap을 갖는 금속 전극을 Nanogap 전극이라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 비 휘발성 스피드 바카라

전원을 공급하지 않고 저장된 정보를 저장할 수없는 스피드 바카라를 휘발성 스피드 바카라라고하며 전원을 공급하지 않고 정보를 저장할 수있는 스피드 바카라를 비 휘발성 스피드 바카라라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ Bandgap

밴드 구조에서 전자가 점유하는 최고 에너지 밴드의 상단 (밸런스 밴드) 사이의 에너지 차이는 가장 낮은 빈 밴드 (전도성 밴드)의 바닥까지 전자가 원자가 밴드와 전도 대역 사이의 밴드 갭 너머로 전이 되려면 밴드 갭보다 더 큰 에너지 (빛 또는 열)를 흡수하거나 방출해야합니다 반도체 장치는 밴드 갭을 통해 전자 전이 (이동)를 제어함으로써 다양한 기능을 실현합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 저항 변경 스피드 바카라

전압 펄스가 금속 요소의 산화물에 적용될 때 저항 값이 변한다는 사실을 사용하는 스피드 바카라 차세대 비 휘발성 기억을 실현하기 위해 연구가 활발하게 수행되고 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 온/오프 비율

Nanogap 스피드 바카라의 경우, 적용된 전압이 제어되면 저항 값은 10⁴10¹⁰약 OHM으로 변경할 수 있습니다 저항 값이 낮은 저항 값의 비율을 나타냅니다 저항 값이 낮으며, 이는 전압의 적용에 의해 다양합니다[참조로 돌아 가기]