シーズ技術紹介

【情報通信】 (2016/03/09公開)

電子顕微鏡内での電気特性と構造変化の同時観察

大学院情報科学研究科 情報エレクトロニクス専攻
高橋 庸夫 教授|有田 正志 准教授

北海道大学研究シーズ集webサイトオープンのお知らせ

かねてより準備を進めておりました北海道大学研究シーズ集webサイトをオープンいたしました。

本研究者の研究シーズはこちらです↓↓

https://seeds.mcip.hokudai.ac.jp/jp/view/45/
ご利用者様・サイト訪問者様により使いやすく、質の良い情報を発信していけるよう、更新をしてまいります。北海道大学研究シーズ集webサイトをよろしくお願いいたします。





電子デバイスに可動針状プローブ電極を当て、ナノ構造を観察


電子顕微鏡内に小さな電子デバイス片を配置し、これに可動プローブ電極(2 本)を当て、電気特性を評価しながら、電子顕微鏡による観察を可能にしました。サンプル固定電極も使うことで、3端子までの測定が可能。電気特性の変化に伴う構造変化を評価できます。

研究の内容


本研究による電子顕微鏡システムは、電子顕微鏡の観察部に可動プローブ2本とサンプル基板固定部を電極として使うことが可能で、3端子のデバイス測定が可能です。

電子顕微鏡のサンプルホルダーのような細長い測定部では、デバイスがスイッチした際に、浮遊容量による過剰電流が流れサンプルの破損が生じますが、本装置では3つの端子に電流制限用のトランジスタを挿入してあり、これを抑制し所望の電流以下に制御することが可能です。

実用化に近い、微細な電子デバイスの中には、スイッチによる抵抗変化に伴って、構造が変化することが予測されているデバイスがあります。たとえば、相変化メモリや抵抗変化メモリと言われるものです。

これらのデバイスでは、動作速度がナノ秒オーダーと速い上に、構造がナノスケールであることもあって、抵抗変化が引き起こされるメカニズムの確認が困難になっています。本研究の成果は、これらのデバイスの評価を可能にするとともに、信頼性確保のための不良動作原因などの調査に有効です。

加えて、今後期待されるナノ構造機能デバイス、例えばナノマシンやナノ構造2次電池などの動作機能の確認や不良原因の評価などを効果的に行うことを可能にします。

応用例


  • 微細ナノデバイスの動作確認
  • 相変化メモリの機能確認
  • 抵抗変化メモリの動作原理解明
  • ナノマシンなどの動作確認


産業界へのアピールポイント


ナノ構造デバイスでは、サイズの小さいことが原因となり、詳細な構造と特性の関係の評価が難しくなってきており、動作原理の確認や信頼性評価が困難になってきています。
本シーズは、これらを解決するKey となる評価システムです。

研究室ホームページ


大学院情報科学研究科 情報エレクトロニクス専攻 ナノ物性科学研究室
http://www.nano.ist.hokudai.ac.jp/~bukkou/


※お問い合わせは 北海道大学 産学・地域協働推進機構ワンストップ窓口まで

Update 2018-04-17
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