東北大学は、従来の材料とは逆の電気特性を示す相変化材料を開発したと発表した。この新材料を相変化メモリに適用すれば、データ書き換え時の消費電力小さく、高速動作を可能とする次世代不揮発性メモリを実現することができる。});従来材料とは逆の電気特性を示す東北大学は2018年1月、従来の材料とは逆の電気特性を示す相変化材料を開発したと発表した。Memory)に適用すれば、データ書き換え時の消費電力小さく、高速動作を可能とする次世代不揮発性メモリを実現することができるという。齊藤雄太研究員および、韓国Hanyang大学のY.H.Song教授らと共同で行った成果である。研究グループは今回、相変化材料であるCr2Ge2Te6化合物について、結晶化温度は約270°Cと高く、アモルファス相が耐熱性に優れていることを見出した。結晶相はアモルファス相より高い電気抵抗を有するなど、従来材料とは逆の特性を示すことが分かった。結晶化による電気抵抗の上昇は、相変化に伴うキャリア濃度の減少に起因していることも明らかにした。開発したCr2Ge2Te6は、結晶相の電気抵抗が高い。この結果、アモルファス化するために必要となっていたジュール加熱用の電流を大幅に削減することができるという。Cr2Ge2Te6は、電極界面上に極めて小さいアモルファス領域を形成するだけで、大きな電気抵抗変化を得ることができるという。このため、PCRAM動作の消費電力は、従来材料に比べて90%以上も削減することが可能になることを実証した。開発した相変化材料を採用すると、書き換え動作時間は30ナノ秒と高速である。左は新材料を用いて作製した記録素子の動作特性。出典:東北大学これまで、PCRAMの相変化材料としては、Ge2Sb2Te5などGe-Sb-Te系カルコゲナイド化合物(GST)が用いられてきたという。この材料は、書き換え動作時間が数十ナノ秒と高速な半面、温度が約160°Cで結晶化するため、隣接する記憶素子で予期しない情報の書き換えが生じることがある。PCRAM動作の消費電力が極めて大きいことなども課題となっていた。今回開発したCr2Ge2Te6相変化材料は、これらの課題を解決した材料である。研究グループは、層状半導体GaSe(ガリウムセレン)が従来のGaAs(ガリウムヒ素)に比べて10倍を超えるスピン軌道相互作用を示すことを発見した。カナガセカラン助手らは、従来の性能を超える有機半導体デバイス用電極を開発した。電極材料によらず、電子/正孔両方の注入が低抵抗で行えるという。研究グループは、光透過率が90%を超える透明な二次元シート材料を用いた太陽電池を開発した。加藤俊顕准教授らによる研究グループは、カーボンナノチューブ(CNT)の原子構造を制御する新たな合成手法を開発した。従来手法では合成できなかった(6,4)ナノチューブの選択合成にも初めて成功した。水口将輝准教授らは、鉄と窒素からなる磁性材料が、熱を加える方向によって熱電変換効率が変化することを発見した。東北大学の蟹江澄志准教授らは、硫化カドニウム(CdS)量子ドットとデンドロンからなる「有機無機ハイブリッドデンドリマー」を開発した。このデンドロン修飾CdS量子ドットは、非対称性の高い液晶性立方晶構造を形成している。量子ドットの発光強度を自在に制御できることも分かった。LLC.ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。