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ポイントコンタクト・アレー

国内特許コード P06A008995
整理番号 A041P68
掲載日 2006年6月16日
出願番号 特願2000-334686
公開番号 特開2002-141494
登録番号 特許第4118500号
出願日 平成12年11月1日(2000.11.1)
公開日 平成14年5月17日(2002.5.17)
登録日 平成20年5月2日(2008.5.2)
発明者
  • 青野 正和
  • 中山 知信
  • 寺部 一弥
  • 長谷川 剛
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
  • 独立行政法人理化学研究所
発明の名称 ポイントコンタクト・アレー
発明の概要 【課題】 電極間のコンダクタンスの制御を、電気的にかつ可逆的に行うとともに、演算回路、論理回路、メモリ素子などへ応用可能なポイントコンタクトを複数個並べたポイントコンタクト・アレーを提供する。
【解決手段】 イオン導電性及び電子導電性を有する混合導電体材料1から成る第1電極2及び導電性材料から成る第2電極3,4により構成されるポイントコンタクトを複数個用い、これらのポイントコンタクトのコンダクタンスを制御して回路を構成するものである。混合導電体材料1としてはAg2 S、Ag2 Se、Cu2S又はCu2 Seが好ましい。また、電極間に半導体ないし絶縁体材料を挿入する場合の半導体ないし絶縁体材料としては、GeSx 、GeSex 、GeTex、ないしWOx (0<x<100)の結晶体ないし非晶質体が好ましい。
従来技術、競合技術の概要
ポイントコンタクトを構成することによりコンダクタンスを制御する方法が、例えば、先行技術〔1〕として、J.K.Gimzewski and R.Moller:Phy.Rev.B36(1987)1284,J.L,Costa-Kramer,N.Garcia,P.Garcia-Mochales,P.A.Serena,M.I.Marques and A.Corrcia:Phys.Rev.B55(1997)5416,H.Ohnishi,Y.Kondo and K.Takayanagi:Nature 395(1998)780などに記載されている。
【0003】
これらは、ポイントコンタクトの構築および制御にピエゾ素子を必要とする。すなわち、ピエゾ素子を駆動することにより、ピエゾ素子に付けられた金属探針を対向電極に対して高精度で位置決めして、探針・対向電極間にポイントコンタクトを構築、その状態を制御する。
【0004】
これらとは別に、先行技術〔2〕として、ポイントコンタクトのコンダクタンスを制御する方法であって、有機分子を用いる方法が、C.P.Collieret al,:Science285(1999)391に記載されている。
【0005】
この方法では、対向電極間に一分子厚さで挟んだロタクサン分子の導電性を、電極間に高電圧を印加することで変化させる。すなわち、電極間に挟んだロタクサン分子は初め導電性を示すが、ある極性の一定以上の電圧を印加すると、分子が酸化されて導電性が減り、電極間が絶縁される。
産業上の利用分野
本発明は、対向する電極間においてポイントコンタクトを形成し、又は切断してコンダクタンスを制御する素子を複数個用いるポイントコンタクト・アレーに関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】 イオン伝導性及び電子伝導性を有する混合導電体材料から成る第1電極導電性物質から成る第2電極とを備え、前記第1電極と前記第2電極との間に、前記混合導電体材料内の可動イオンからなる架橋の形成または消滅により前記電極間のコンダクタンスが制御可能な電子素子を複数個用いることを特徴とするポイントコンタクト・アレー。
【請求項2】 可動イオン(Mイオン:Mは金属子)を有する前記混合導電体材料が前記可動イオン供給源(M)上に形成されていることを特徴とする請求項1記載のポイントコンタクト・アレー。
【請求項3】前記混合導電体材料がAg2 S、Ag2 Se、Cu2 S又はCu2 Seであることを特徴とする請求項1又は2記載のポイントコンタクト・アレー。
【請求項4】前記混合導電体材料中に含まれる可動イオンにより、前記第1電極と第2電極間に架橋が形成され、前記電極間のコンダクタンスが変化することを利用することを特徴とする請求項1、2又は3記載のポイントコンタクト・アレー。
【請求項5】前記第1電極と前記第2電極間に、イオンを固溶させることが可能で、かつイオンを固溶することにより電子とイオン伝導性が現れる半導体あるいは絶縁体材料を有し、該半導体あるいは絶縁体材料に前記混合導電体材料中に含まれる可動イオンが流入することにより、該半導体ないし絶縁体のコンダクタンスが変化することを利用することを特徴とする請求項1、2又は3記載のポイントコンタクト・アレー。
【請求項6】前記半導体あるいは絶縁体材料が、GeSx 、GeSex 、GeTex 、ないしWOx (0<x<100)の結晶体ないし非晶質体であることを特徴とする請求項5記載のポイントコンタクト・アレー。
【請求項7】少なくとも一部が混合導電体材料で被覆された第1電極を構成する金属線と、第2電極を構成する金属線であって、少なくとも一方の電極を構成する金属線が複数本あり、該金属線間の各交点にポイントコンタクトを設けることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載のポイントコンタクト・アレー。
【請求項8】前記ポイントコンタクトのコンダクタンスが量子化されていることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7記載のポイントコンタクト・アレー。
【請求項9】前記ポイントコンタクトの量子化されたコンダクタンスを記録状態として用いる多重記録メモリ型素子を構成することを特徴とする請求項8記載のポイントコンタクト・アレー。
【請求項10】前記ポイントコンタクトの量子化されたコンダクタンスを入力信号とし、前記各電極の電位を制御することにより、該入力信号間の加算ないし減算を行うことを特徴とする請求項8記載のポイントコンタクト・アレー。
【請求項11】前記ポイントコンタクトの一端の電位を入力信号とする論理回路を構成することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7記載のポイントコンタクト・アレー。
産業区分
  • 固体素子
  • 記憶装置
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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21338_01SUM.gif
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 量子効果等の物理現象 領域
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