アモルファス相を経ずに結晶相同士で相変化する、不揮発性メモリ材料

高速性に優れ、熱的に安定で、低エネルギー動作可能なメモリを実現

概要

　近年、世界中のインターネット上のデータトラフィック量は急激に増加しており、データ保管のための不揮発性メモリの革新が強く望まれている。特に、相変化メモリ（PRAM）はストレージクラスメモリへの実用が始まっており、大きな注目を集めている。一般にPRAMは、電気抵抗の小さな結晶相と電気抵抗の大きなアモルファス相の2状態を取ることで、 ON/OFFを記録している。　
　しかし、動作にアモルファス相を利用するため、耐熱性に劣ることや、アモルファス相への融解時に大きな消費電力が発生することなど、いくつかの課題も指摘されている。現在、それらを解決する不揮発性メモリ材料の創成が期待されている。
　本発明の不揮発性メモリ材料は、ON/OFF状態のどちらも結晶相であることが最大の特徴である。アモルファス相への融解を必要としないため、熱的に安定であり、消費電力が小さい。そのため、動作エネルギーの劇的な低減が実現できる。また、結晶相間の相変化で大きな抵抗変化が得られるため、高速性にも優れる。東北大学では上記の不揮発性メモリ材料として、①MnTe、②窒化物系相変化材料、③希土類系相変化材料、の3種類を提案する。

相変化材料ラインアップとそれぞれの優れた特徴

応用例

・半導体メモリ　
・論理素子

関連文献

[1] Nature Communications, 11, (2020), 85.　（MnTeに関する）

知的財産データ

知財関連番号　： ①特開2019-153621／②特開2021-019090／③PCT/JP2021/028946
発明者　　　　： 須藤　祐司、森　竣祐、小池　淳一、イ・シュアン、畑山　祥吾
技術キーワード： エレクトロニクス、情報・通信（ハードウエア）