二次元層状物質を使った多値メモリを開発―記録密度の大幅な向上に寄与へ：物質・材料研究機構
(2020年8月25日発表)
（国）物質・材料研究機構は8月25日、光と電圧の2つの入力値で複数の値を記録できる、二次元層状物質を使った多値メモリを開発したと発表した。記録容量の大幅な向上が期待されるという。
多値メモリは、通常のメモリ素子が0,1の2つの値を記録して書込み、消去、読込みをしているのに対して、0,1,2……など3つ以上の値で記録するメモリ。
現代社会は高度情報化の進展で記録の大容量化が求められ、メモリ素子の微細化・高密度化が精力的に進められている。多値メモリはそれとは異なる方法で記録容量の大幅な大容量化が期待されている手法。
研究グループは今回、二次元層状物質を積層したトランジスタ型の多値メモリ素子を開発した。半導体の二硫化レニウム（ReS2）がトランジスタチャネル、絶縁体の六方晶窒化ホウ素（h-BN）がトンネル絶縁層、二次元層状物質のグラフェンがフローティングゲートとして機能する。
フローティングゲートは電荷を蓄積する層で、電荷の蓄積・放出により記録の書込み・消去を実行する。開発した素子は、パルス電圧とパルス光を印可することによりグラフェンへの蓄積電荷量を制御してメモリ機能を発現する。
照射するパルス光の強度により電荷蓄積量が制御できるため、4つの値に電流量を制御することができる。実験では、グラフェン内の電荷量を段階的に減少させることに成功、その結果、光と電圧を使い分けながら、電荷の保存料を効率よく段階的に制御する多値メモリの動作を実証できたという。
今回の成果は、記録密度の向上や素子の省電力化に寄与するだけではなく、光ロジック回路や超高感度光センサーなどへの展開が期待されるとしている。
