黑料福利社

「フレキシブルな有机不挥発性メモリを単分子膜で実现」

注：本資料内容に関する解禁日（2:00 pm U.S. Eastern Time Thursday, 10 December 2009.アメリカ東部時間12月10日木曜日午後2時：日本時間12月11日午前4時）以前の報道につきましては、ご遠慮頂きたく存じます。

概要
　国立大学法人东京大学（総长滨田纯一）の染谷隆夫博士（大学院工学系研究科电気系工学専攻教授摆注1闭）と関谷毅博士（东京大学大学院工学系研究科电気系工学専攻助教）を中心とした研究チームは、ゲート絶縁膜に1分子膜を用いたフレキシブルな有机不挥発性メモリの作製に世界で初めて成功した。

　有机不挥発性メモリは、ゲート絶縁膜に自己组织化単分子膜摆注2闭、半导体に有机半导体ペンタセンを用い、金属电极を絶縁膜で挟み込むフローティングゲート构造を作製することで実现された。フローティングゲート构造は、シリコンのフラッシュメモリで採用されている基本构造である。今回の开発で键となったのは、プラスティックフィルム上に极薄のゲート絶縁膜を2段に重ねる技术で、これは分子の自己组织化単分子膜を利用することで可能となった。1分子膜を用いたことによってプログラム?消去电圧6痴、読み出し电圧1痴まで低电圧化することができた。

　有机不挥発性メモリと有机トランジスタを组み合わせてメモリセルを构成し、これを2次元格子状に并べて26×26のメモリアレイを作製した。メモリアレイは、半径6尘尘まで曲げても机械的?电気的な劣化がなく、电源を切っても记忆が保持される不挥発性メモリとしての性能が确认された。さらに、このメモリアレイを圧力センサと集积化することによって、圧力イメージをシート内に保持できる“インテリジェント圧力センサ”の実証実験にも成功した。

　これまでにも有机不挥発性メモリの报告があるが、主にポリフッ化ビニリデンなどの有机强诱电性材料を用いたメモリと今回のようなフローティングゲート构造を用いたものとに大别される。有机强诱电性メモリはプログラム?消去电圧が高いなどの问题があり、一方フローティングゲート构造の有机メモリにおいても高いプログラム?消去电圧、メモリの特性ばらつき、大気安定性などの课题があった。これに対して、今回は、ゲート絶縁膜に厚み制御を必要とせず、大気安定材料である极薄膜の自己组织化単分子膜を用いることで、既存の课题を克服し、大规模な有机不挥発性メモリを実现した。

　実用化に向けての课题はメモリ保持时间である。现在の保持时间は1日であるが、これはメモリセルの大きさやゲート絶縁膜の厚みによっている。そのため、素子の微细化や分子长の长い自己组织化単分子膜を用いることによって、大幅に改善できると期待される。

　プラスティックフィルム上に有机半导体と自己组织化膜で作製されているため、印刷製造可能で大面积低コストが期待される。既存のシリコンフラッシュメモリは微细化を行うことで大容量记忆媒体として巨大な市场を形成してきた。一方、有机フラッシュメモリは大容量记忆媒体としてではなく、数メートルにもなる大面积のセンサやディスプレイなど、シリコンが苦手としている大面积エレクトロニクスにおけるメモリ素子として期待されている。现在盛んに研究が进められている大面积エレクトロニクスにこの有机フラッシュメモリを利用することで、より高机能化をすることができるようになり、例えば、パソコンや携帯电话などの记忆媒体が无くても、かざすだけで记忆できるイメージスキャナ、画像を覚えておいてくれるディスプレイ、セキュリティーシステムなど大面积エレクトロニクスの新用途が急速に拡大するものと期待される。

　本研究は、横田知之氏（東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻 大学院生）、Ute Zschieschang博士（ドイツ マックスプランク研究所 研究員）、Hagen Klauk博士（ドイツ マックスプランク研究所 研究員）、Siegfried Bauer（オーストリア ヨハネスケプラー大学 教授）、竹内健博士（东京大学大学院工学系研究科电気系工学専攻 准教授）、高宮真博士（東京大学生産技術研究所 准教授）、桜井貴康博士（東京大学生産技術研究所 教授）らと共同で進められた。

　本研究の技术详细は、米国厂肠颈别苍肠别誌にて2009年12月11日（日本时间）に出版される。
　論文名「Organic Non-volatile Memory Transistors for Flexible Sensor Arrays」

注1：东京大学ナノ量子情报エレクトロニクス研究机构教授を兼担
注2：自己组织化単分子膜は、液体中で自己形成する数ナノメートルの极薄膜である。

本研究に関する连络先：
东京大学大学院工学系研究科电気系工学専攻
教授　染谷隆夫
助教　関谷毅　

添付资料