千葉工大と産総研など、600℃の高温環境で動作する不揮発性メモリを開発

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千葉工業大学工学部機械電子創成工学科の菅洋志助教は、産業技術総合研究所の内藤泰久主任研究員、物質・材料研究機構の塚越一仁主任研究者と共同で、白金ナノギャップ構造を利用して600℃でも動作する不揮発性メモリ素子をはじめて開発したと発表した。

通常のシリコン半導体を用いたメモリ素子は、半導体性を生み出すバンドギャップが小さくなるため200℃を超える高温で情報を維持することができない。このため、高温度で記録を保持する技術はほとんどなかった。一方、フライトレコーダーやドライブレコーダー、惑星探査機などの用途で高温環境下での記憶技術が求められるようになっている。

産総研ではこれまで、金属原子のナノ構造を用いた不揮発性メモリの開発に取り組んできたが、今回の研究チームは、千葉工大がもつナノギャップ電極の電極金属の結晶性改善技術を用いて、高温時にメモリ性に寄与するナノ構造の構造変化のメカニズムを解明。それをもとに、電極金属に高温でも構造変化しにくい白金を採用することで、非常に高い温度で動作する不揮発性の抵抗変化メモリを実現した。

今回の研究により、高融点の白金ナノギャップメモリーは、オンとオフの抵抗値の比が400℃付近で低下する金に比べ、高温環境下でも高いオン/オフ比を示し、高温でもメモリーとして動作可能だということがわかった。また、室温と同様に情報を安定して維持し、書き込んだ状態も600℃で8時間以上保持するという。

同研究グループでは、今回の技術は、災害時などの高温下でのデータ保存や、データセンターなどでの冷却エネルギー削減による省電力への期待も大きいとし、また、室温で保存すればさらに情報保持時間が長いと示唆されることから、室温での長期記録メモリーの開発も期待できるとしている。

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