研究者詳細 - 矢嶋赳彬

2025/04/24 更新

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ヤジマ　タケアキ

矢嶋赳彬

YAJIMA TAKEAKI

所属

システム情報科学研究院情報エレクトロニクス部門准教授
工学部電気情報工学科（併任）
システム情報科学府電気電子工学専攻（併任）
マス・フォア・イノベーション連係学府（併任）

連絡先

メールアドレス

電話番号

0928023759

プロフィール

酸化物薄膜、電子デバイス・回路、ニューロモルフィック関連分野に関する研究・教育活動

ホームページ

https://www.eng.kyushu-u.ac.jp/lab_electrical17

外部リンク

研究分野

ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 電子デバイス、電子機器
ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性
ナノテク・材料 / 応用物性

学位

博士（科学）

経歴

2012.8～2020.9 東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻助教

学歴

東京大学理科１類

2003年4月
東京大学工学部物理工学科

2005年4月
東京大学大学院新領域創成科学研究院物質系専攻

2007年4月 - 2012年3月

研究テーマ・研究キーワード

研究テーマ：小型学習回路によるエッジ情報処理

研究キーワード：エコーステートネットワーク、エクストリームマシン、リザバーコンピューティング、強化学習

研究期間： 2022年10月
研究テーマ：スイッチング回路のリズム制御による低消費電力化

研究キーワード：ニューロン回路、非同期、DCDCコンバータ、環境発電、アナログCMOS

研究期間： 2020年10月
研究テーマ：プロトンと電子を用いた短期記憶素子

研究キーワード：酸化物薄膜、ヘテロ構造、半導体、水素

研究期間： 2020年10月
研究テーマ：相転移材料を用いたデジタル温度センサ

研究キーワード：金属絶縁体転移、VO2、酸化バナジウム、サーミスタ、二値

研究期間： 2020年10月

受賞

丸文学術賞

2024年12月一般財団法人丸文財団 LSI高度化に向けた酸化物における積層膜の界面電荷制御とプロトン伝導の応用開拓

矢嶋赳彬

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電気電子分野で著名な賞である

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文部科学大臣表彰若手科学者賞

2022年4月文部科学省酸化物機能に基づく省電力情報処理基盤の研究

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電子回路の低消費電力化は最重要課題である。しかし現状シリコンデバイスの優位性が高すぎるあまり既存の枠組みを超えるのが難しく、「異分野融合」が必須である。
氏は、シリコン技術に、「機能性酸化物」と「神経回路的アーキテクチャ」を導入し、電子回路の低消費電力化技術を構築した。酸化物固有の相転移現象を利用することで低消費電力化と高速化を両立できることを示し、さらに神経回路的アーキテクチャによって無駄な回路動作を排除し消費電力を削減できることを示した。
本研究成果は、新しい低消費電力化技術として、現実世界とデータ空間をリンクする次世代社会インフラの一翼を担うと期待される。
The Oxide Electronics Prize for Excellency in Research

2019年10月 International Workshop on Oxide Electronics Excellency in Research in oxide electronics
SSDM Young Researcher Award

2019年9月 SSDM 2019 New Operation Mode of VO2-Channel Mott Transistors for Ultra-Sharp ON/OFF Switching
さきがけ交流会ポスター賞

2019年1月科学技術振興機構神経回路にヒントを得たsub-nW超低消費電力回路の開発
第40回応用物理学会論文賞

2018年9月日本応用物理学会 Reexamination of Fermi level pinning for controlling Schottky barrier height at metal/Ge interface.
NF基金研究開発奨励賞

2017年11月エヌエフ基金酸化物の金属絶縁体転移を用いた低消費電力電子デバイスの研究
応用物理学会ポスター賞

2017年9月日本応用物理学会 Fabrication of Phase-Transition Neuron Firing by Joule Heat Accumulation
The 8th Silicon Technology Division Award

2017年9月日本応用物理学会 Reexamination of Fermi level pinning for controlling Schottky barrier height at metal/Ge interface.
ゲートスタック研究会安田賞

2014年2月第１９回ゲートスタック研究会 VO2エピタキシャル薄膜を用いたVO2相転移の不均質性の抑制
第26回独創性を拓く先端技術大賞

2012年7月フジサインケイビジネスアイ先端技術大賞ペロブスカイト酸化物における界面ダイポールの設計とトランジスタへの応用～新たな酸化物デバイスを目指して～
PCSI Young Scientist Award

2012年2月 Conference on the Physics and Chemistry of Surfaces and Interfaces Artificial Interface Dipoles at Oxide Heterointerfaces
MRS Spring, Graduate Student Award

2011年4月 Material Research Society Controlling Band Alignments by Engineering Interface Dipoles at Oxide Heterointerfaces
PFシンポジウムポスター賞

2011年3月 Photon Factory 酸化物ヘテロ界面の界面ダイポール制御によるバンドアラインメントの制御
応用物理学会講演奨励賞

2010年9月日本応用物理学会 (SrAlO3)－負電荷挿入によるSrRuO3/Nb:SrTiO3(001)ショットキー障壁高さの増大
東京大学応用物理学科卒業論文賞

2007年3月東京大学工学部物理工学科 LaMnO3/SrTiO3界面の電子的・イオン的再構成

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論文

Real-time information processing via volatile resistance change in scalable protonic devices

Satya Prakash Pati, Yifan Geng, Satoshi Hamasuna, Kantaro Fujiwara, Tetsuya Iizuka, Hisashi Inoue, Isao Inoue, Takeaki Yajima

Communications Materials 5 ( 1 ) 2024年12月（ eISSN:2662-4443 ）

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Biological neural systems operate on multiple time scales, enabling real-time interaction with their environment. However, replicating this in electronic systems is challenging, as scalable devices that operate on similar time scales, particularly from seconds to minutes, are lacking. This study addresses this gap by exploiting proton dynamics to achieve volatile resistance changes over long time scales, and developed a neuromorphic system that can predict biomedical data, such as blood glucose levels, in real time. By applying a low voltage (below 1 V) to a two-terminal device, the Pd electrode hydrogenates or dehydrogenates the mixed conductor WO3, resulting in significant changes in electronic resistance. The device is scalable due to the uniform proton distribution, leading to high impedance and minimal power consumption. Utilizing these volatile protons for short-term memory in an Echo State Network (ESN), this approach demonstrates low-power, efficient real-time information processing, paving the way for future neuromorphic computing applications.

DOI： 10.1038/s43246-024-00621-1

Scopus

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Review of solid-state proton devices for neuromorphic information processing 招待査読国際誌

Satya Prakash Pati, Takeaki Yajima

Jpn. J. Appl. Phys. 63 ( 3 ) 030801 - 030801 2024年3月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Review of solid-state proton devices for neuromorphic information processing
Abstract

This is a review of proton devices for neuromorphic information processing. While solid-state devices utilizing various ions have been widely studied for non-volatile memory, the proton, which is the smallest ion, has been relatively overlooked despite its advantage of being able to move through various solids at RT. With this advantage, it should be possible to control proton kinetics not only for fast analog memory function, but also for real-time neuromorphic information processing in the same time scale as humans. Here, after briefing the neuromorphic concept and the basic proton behavior in solid-state devices, we review the proton devices that have been reported so far, classifying them according to their device structures. The benchmark clearly shows the time scales of proton relaxation ranges from several milliseconds to hundreds of seconds, and completely match the time scales for expected neuromorphic functions. The incorporation of proton degrees of freedom in electronic devices will also facilitate access to electrochemical phenomena and subsequent phase transitions, showing great promise for neuromorphic information processing in the real-time and highly interactive edge devices.

DOI： 10.35848/1347-4065/ad297b
Resonant frequency modulation in inductive vibration power generator via resistive impedance control

Takeaki Yajima

IEEE Transactions on Power Electronics 39 ( 1 ) 1269 - 1278 2023年12月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/tpel.2023.3322704
Zero-dimensionality of a scaled-down VO2 metal-insulator transition via high-resolution electrostatic gating 査読

Takeaki Yajima, Yusuke Samata, Satoshi Hamasuna, Satya Prakash Pati, Akira Toriumi

NPG Asia Materials 15 39-1 - 39-6 2023年6月

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記述言語：その他

Zero-dimensionality of a scaled-down VO2 metal-insulator transition via high-resolution electrostatic gating

DOI： 10.1038/s41427-023-00486-9
Controlling proton volatility in SiO₂-capped TiO₂ thin films for neuromorphic functionality

T. Yajima, S. P. Pati

Applied Physics Letters 120 ( 24 ) 241601 - 241601 2022年6月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Volatile memories are one of the essential analog devices used in recent electronics, such as neuromorphic circuits and reservoir computing. However, since the application of volatile memories is relatively recent, basic research on the volatility function in the materials is still lacking. In this study, we focused on electrochemically doped protons inside the TiO₂ thin film as one of the simplest platforms for volatile functions and aimed to clarify the design principle for volatile memories. It was found that the proton volatility from the TiO₂ surface can be controlled by the slow proton diffusion inside a few-nm SiO₂ cap layer, where TiO₂ and SiO₂ can be viewed as a proton container and a sealing cap, respectively. It was further shown that both volatile and nonvolatile protons exist in TiO₂ thin films, and hence, suppressing the influence of the latter would be essential for exploiting functions from volatile protons. These results indicate that simple material stacks with nanoscale thickness can control volatile protons in solid-state devices, providing a basic design principle for volatile memories.

DOI： 10.1063/5.0094481
Ultra-low-power switching circuits based on a binary pattern generator with spiking neurons 査読国際誌

Takeaki Yajima

Scientific Reports 12 1150 2022年1月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Ultra-low-power switching circuits based on a binary pattern generator with spiking neurons
Observation of the Pinch‐Off Effect during Electrostatically Gating the Metal‐Insulator Transition 査読国際誌

Takeaki Yajima, Akira Toriumi

Advanced Electronic Materials 8 2100842 - 2100842 2021年11月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/aelm.202100842
Regulating phase transformation kinetics via redox reaction in ferroelectric Ge-doped HfO2 査読

T. Yajima, T. Nishimura, S. Migita, T. Tanaka, K. Uchida, A. Toriumi

Applied Physics Letters 117 ( 18 ) 182902 - 182902 2020年11月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/5.0028620
Modulation of VO 2 Metal–Insulator Transition by Ferroelectric HfO 2 Gate Insulator 査読

Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Takahisa Tanaka, Ken Uchida, Akira Toriumi

Advanced Electronic Materials 6 ( 5 ) 1901356 - 1901356 2020年5月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/aelm.201901356
High-speed low-energy heat signal processing via digital-compatible binary switch with metal-insulator transitions. 査読

T. Yajima, T. Tanaka, Y. Samata, K. Uchida, A. Toriumi

International Electron Devices Meeting (IEDM) 903 - 906 2019年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

High-speed low-energy heat signal processing via digital-compatible binary switch with metal-insulator transitions.

DOI： 10.1109/IEDM19573.2019.8993502
Hydrogenation of the wide-gap oxide semiconductor as a room-temperature and 3D-compatible electron doping technique. 査読

T. Yajima, G. Oike, S. Yamaguchi, S. Miyoshi, T. Nishimura, A. Toriumi

AIP Advances 8 115133 2018年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Hydrogenation of the wide-gap oxide semiconductor as a room-temperature and 3D-compatible electron doping technique.

DOI： 10.1063/1.5055302
Analog Spike Processing with High Scalability and Low Energy Consumption Using Thermal Degree of Freedom in Phase Transition Materials. 査読

T. Yajima, T. Nishimura, and A, Toriumi

VLSI (Technology) 18 27 - 28 2018年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

Analog Spike Processing with High Scalability and Low Energy Consumption Using Thermal Degree of Freedom in Phase Transition Materials.

DOI： 10.1109/VLSIT.2018.8510649
Identifying the Collective Length in VO2 Metal-Insulator Transitions 査読

Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Akira Toriumi

SMALL 13 ( 12 ) 2017年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/smll.201603113
Functional Passive Material VO2 for Analogue Signal Processing with High-Speed, Low Power, and Robust Performance 査読国際誌

T. Yajima, T. Nishimura, A. Toriumi

Technical Digest - International Electron Devices Meeting, IEDM 2016年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/IEDM.2016.7838540
Independent control of phases and defects in TiO2 thin films for functional transistor channels 査読

Takeaki Yajima, Go Oike, Tomonori Nishimura, Akira Toriumi

PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLICATIONS AND MATERIALS SCIENCE 213 ( 8 ) 2196 - 2202 2016年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/pssa.201600006
Positive-bias gate-controlled metal-insulator transition in ultrathin VO2 channels with TiO2 gate dielectrics 査読

Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Akira Toriumi

NATURE COMMUNICATIONS 6 2015年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/ncomms10104
Controlling band alignments by artificial interface dipoles at perovskite heterointerfaces 査読国際誌

Yajima, Takeaki, Hikita, Yasuyuki, Minohara, Makoto, Bell, Christopher, Mundy, Julia A., Kourkoutis, Lena F., Muller, David A., Kumigashira, Hiroshi, Oshima, Masaharu, Hwang, Harold Y

Nature Communications 2015年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/ncomms7759
Drastic change in electronic domain structures via strong elastic coupling in VO2 films 査読

Takeaki Yajima, Yuma Ninomiya, Tomonori Nishimura, Akira Toriumi

PHYSICAL REVIEW B 91 ( 20 ) 2015年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1103/PhysRevB.91.205102
Enhanced Electrical Transparency by Ultrathin LaAlO3 Insertion at Oxide Metal/Semiconductor Heterointerfaces 査読国際誌

Yajima, Takeaki, Minohara, Makoto, Bell, Christopher, Kumigashira, Hiroshi, Oshima, Masaharu, Hwang, Harold Y., Hikita, Yasuyuki

Nano Letters 2015年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1021/nl504169m
A heteroepitaxial perovskite metal-base transistor 査読

Takeaki Yajima, Yasuyuki Hikita, Harold Y. Hwang

NATURE MATERIALS 10 ( 3 ) 198 - 201 2011年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1038/NMAT2946
Taming Prolonged Ionic Drift-Diffusion Dynamics for Brain-Inspired Computation. 国際誌

Hisashi Inoue, Hiroto Tamura, Ai Kitoh, Xiangyu Chen, Zolboo Byambadorj, Takeaki Yajima, Yasushi Hotta, Tetsuya Iizuka, Gouhei Tanaka, Isao H Inoue

Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.) 37 ( 3 ) e2407326 2025年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Recent advances in neural network-based computing have enabled human-like information processing in areas such as image classification and voice recognition. However, many neural networks run on conventional computers that operate at GHz clock frequency and consume considerable power compared to biological neural networks, such as human brains, which work with a much slower spiking rate. Although many electronic devices aiming to emulate the energy efficiency of biological neural networks have been explored, achieving long timescales while maintaining scalability remains an important challenge. In this study, a field-effect transistor based on the oxide semiconductor strontium titanate (SrTiO3) achieves leaky integration on a long timescale by leveraging the drift-diffusion of oxygen vacancies in this material. Experimental analysis and finite-element model simulations reveal the mechanism behind the leaky integration of the SrTiO3 transistor. With a timescale in the order of one second, which is close to that of biological neuron activity, this transistor is a promising component for biomimicking neuromorphic computing.

DOI： 10.1002/adma.202407326

PubMed

researchmap
Design of The Ultra-Low-Power Driven VMM Configurations for μW Scale IoT Devices

Keisuke Takano, Takeaki Yajima, Satoshi Kawakami

2023 IEEE 16th International Symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on-Chip (MCSoC) 2023年12月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1109/mcsoc60832.2023.00018
Long-time-constant leaky-integrating oxygen-vacancy drift-diffusion FET for human-interactive spiking reservoir computing

Hisashi Inoue, Hiroto Tamura, Ai Kitoh, Xiangyu Chen, Zolboo Byambadorj, Takeaki Yajima, Yasushi Hotta, Tetsuya Iizuka, Gouhei Tanaka, Isao H. Inoue

2023 IEEE Symposium on VLSI Technology and Circuits (VLSI Technology and Circuits) 2023年6月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.23919/vlsitechnologyandcir57934.2023.10185412
CMOS-based area-and-power-efficient neuron and synapse circuits for time-domain analog spiking neural networks 査読

Xiangyu Chen, Zolboo Byambadorj, Takeaki Yajima, Hisashi Inoue, Isao H. Inoue, Tetsuya Iizuka

Applied Physics Letters 122 074102 2023年2月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（学術雑誌）

CMOS-based area-and-power-efficient neuron and synapse circuits for time-domain analog spiking neural networks

DOI： 10.1063/5.0136627
An ultra-compact leaky integrate-and-fire neuron with long and tunable time constant utilizing pseudo resistors for spiking neural networks

Xiangyu Chen, Takeaki Yajima, Isao H. Inoue, Tetsuya Iizuka

Japanese Journal of Applied Physics 61 ( SC ) SC1051 - SC1051 2022年5月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Abstract

Spiking neural networks (SNNs) inspired by biological neurons enable a more realistic mimicry of the human brain. To realize SNNs similar to large-scale biological networks, neuron circuits with high area efficiency are essential. In this paper, we propose a compact leaky integrate-and-fire (LIF) neuron circuit with a long and tunable time constant, which consists of a capacitor and two pseudo resistors (PRs). The prototype chip was fabricated with TSMC 65 nm CMOS technology, and it occupies a die area of 1392 μm². The fabricated LIF neuron has a power consumption of 6 μW and a leak time constant of up to 1.2 ms (the resistance of PR is up to 600 MΩ). In addition, the time constants are tunable by changing the bias voltage of PRs. Overall, this proposed neuron circuit facilitates the very-large-scale integration of adaptive SNNs, which is crucial for the implementation of bio-scale brain-inspired computing.

DOI： 10.35848/1347-4065/ac43e4
Self-synchronized Rectifier with Phase Information Extracted from Vibration Energy Harvester 査読

Hang Yin, Takeaki Yajima

Sensors and Materials 34 ( 5 ) 1899 - 1907 2022年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.18494/SAM3863
Atomistic simulation study of impacts of surface carrier scatterings on carrier transport in Pt nanosheets 査読

Takahisa Tanaka, Taro Kato, Takeaki Yajima, Ken Uchida

IEEE Electron Device Letters 1057 - 1060 2021年5月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/led.2021.3077466
Temperature dependence of resistivity increases induced by thiols adsorption in gold nanosheets

Taro Kato, Takahisa Tanaka, Takeaki Yajima, Ken Uchida

Japanese Journal of Applied Physics 60 ( SB ) SBBH13 - SBBH13 2021年2月

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記述言語：その他掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Temperature dependence of resistivity increases induced by thiols adsorption in gold nanosheets

DOI： 10.35848/1347-4065/abd6de
Understanding of Fermi level pinning at metal/germanium interface based on semiconductor structure 査読

X. Lu, T. Nishimura, T. Yajima, A. Toriumi

APEX 13 031003 2020年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Understanding of Fermi level pinning at metal/germanium interface based on semiconductor structure
Impact of defects in self-assembled monolayer on humidity sensing by molecular functionalized transistors 査読

T. Tanaka, T. Yajima, K. Uchida

Jpn. J. Appl. Phys. 2020年3月

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記述言語：英語

Impact of defects in self-assembled monolayer on humidity sensing by molecular functionalized transistors
Reaction of GeO2 with Ge and crystallization of GeO2 on Ge 査読

M. Xie, T. Nishimura, T. Yajima, A. Toriumi

J. Appl. Phys. 127 024101 2020年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Reaction of GeO2 with Ge and crystallization of GeO2 on Ge
Electron‐Doping Mottronics in Strongly Correlated Perovskite 査読

J. Chen, W. Mao, L. Gao, F. Yan, T. Yajima, N. Chen, Z. Chen, H. Dong, B. Ge, P. Zhang, X. Cao, M. Silde, Y. Jiang, T. Terai, J. Shi

Adv. Mater. 32 ( 6 ) 1905060 2019年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Electron‐Doping Mottronics in Strongly Correlated Perovskite
Heteroepitaxial vertical perovskite hot-electron transistors down to the monolayer limit. 査読

B. Kim, Y. Hikita, T. Yajima, H. Hwang

Nature Commun. 10 5312 2019年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Heteroepitaxial vertical perovskite hot-electron transistors down to the monolayer limit.
Almost pinning-free bismuth/Ge and/Si interfaces 査読

Tomonori Nishimura, Xuan Luo, Soshi Matsumoto, Takeaki Yajima, Akira Toriumi

AIP ADVANCES 9 ( 9 ) 2019年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

In this work, we investigated the band alignment at bismuth (Bi)/germanium (Ge) and Bi/silicon (Si) interfaces to understand the mechanism of strong Fermi level pinning (FLP) at element metal/Ge and/Si interfaces. Bi/Ge and/Si interfaces exhibit almost ideal alignment deviating from the trend of strong FLP at element metal/Ge and/Si interfaces. This result suggests that the strong FLP at element metal/Ge and/Si interfaces is mainly caused by the metal-induced gap states (MIGS) in case of the free electron density of metal, and that the weak FLP at direct metal/Ge and/Si interfaces including germanide/Ge and silicide/Si interfaces is comprehensively understandable from the MIGS in case of low electron density. Furthermore, we also discuss impacts of interface structures on the band alignment at the MIGS-weakened interface.

DOI： 10.1063/1.5115535
Delta-temperatural electronic transportation achieved in metastable perovskite rare-earth nickelate thin films 査読

Chen Jikun, Hu Haiyang, Yajima Takeaki, Wang Jiaou, Ge Binghui, Dong Hongliang, Jiang Yong, Chen Nuofu

JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C 7 ( 26 ) 8101 - 8108 2019年7月

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記述言語：その他

Delta-temperatural electronic transportation achieved in metastable perovskite rare-earth nickelate thin films

DOI： 10.1039/c9tc02327e
Overcoming synthetic metastabilities and revealing metal-to-insulator transition & thermistor bi-functionalities for d-band correlation perovskite nickelates 査読

Chen Jikun, Hu Haiyang, Wang Jiaou, Yajima Takeaki, Ge Binghui, Ke Xinyou, Dong Hongliang, Jiang Yong, Chen Nuofu

MATERIALS HORIZONS 6 ( 4 ) 788 - 795 2019年4月

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記述言語：その他

Overcoming synthetic metastabilities and revealing metal-to-insulator transition & thermistor bi-functionalities for d-band correlation perovskite nickelates

DOI： 10.1039/c9mh00008a
Inhomogeneous barrier heights at dipole-controlled SrRuO3/Nb:SrTiO3 Schottky junctions 査読

T. Yajima, M. Minohara, C. Bell, H. Y. Hwang, Y. Hikita

Applied Physics Letters 11 221603 2018年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/1.5052712
Strain Tuning in Complex Oxide Epitaxial Films Using an Ultrathin Strontium Aluminate Buffer Layer 査読

Di Lu, Yasuyuki Hikita, David J. Baek, Tyler A. Merz, Hiroki Sato, Bongju Kim, Takeaki Yajima, Christopher Bell, Arturas Vailionis, Lena F. Kourkoutis, Harold Y. Hwang

Physica Status Solidi - Rapid Research Letters 12 ( 3 ) 2018年3月

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記述言語：英語

A reliable method to apply biaxial strain over a wide range of values with minimal dislocation generation is critical for the study of strain dependent physical properties in oxide thin films and heterostructures. In this work, we systematically controlled the strain state in a perovskite manganite thin film by as much as 1% using a new ultrathin strain-releasing buffer layer Sr3Al2O6, and observed signatures of accompanying magnetic and metal–insulator transitions. The near-zero strain state is achieved within five nanometers of buffer layer thickness, substantially thinner than any oxide epitaxial buffer layers that can continuously tune the film strain states. Furthermore, the majority of misfit dislocations were confined to the Sr3Al2O6 layer, structurally decoupling defects in the film from the substrate.

DOI： 10.1002/pssr.201700339
Rigidity enhancement of GeO2by Y doping for reliable Ge gate stacks 査読

Tomonori Nishimura, Xiaoyu Tang, Takeaki Yajima, Akira Toriumi

Electron Devices Technology and Manufacturing Conference (EDTM) 2018年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

Rigidity enhancement of GeO2by Y doping for reliable Ge gate stacks

DOI： 10.1109/EDTM.2018.8421529
Potential Influence of Surface Atomic Disorder on Fermi-level Pinning at Metal/SiGe Interface 査読

X Luo, T Nishimura, T Yajima, A Toriumi

Electron Devices Technology and Manufacturing (EDTM) 2018年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

Potential Influence of Surface Atomic Disorder on Fermi-level Pinning at Metal/SiGe Interface

DOI： 10.1109/EDTM.2018.8421410
Evolution of ferroelectric HfO2 in ultrathin region down to 3 nm 査読

Xuan Tian, Shigehisa Shibayama, Tomonori Nishimura, Takeaki Yajima, Shinji Migita, Akira Toriumi

Applied Physics Letters 112 ( 10 ) 2018年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The ferroelectric properties of ultrathin Y-doped HfO2 films were investigated. Ferroelectricity was demonstrated experimentally in 3 nm-thick Y-doped HfO2 via direct detection of displacement currents during polarization switching. The dependence on the HfO2 thickness within the 30 to 3 nm range revealed that the ferroelectric properties decrease rapidly below a critical thickness. In the ultrathin HfO2 region, methods such as higher Y doping or metal capping annealing were required to further stabilize the ferroelectric phase. These methods could be used to enhance the switchable polarization (Psw) to 35 μC/cm2 in 5 nm- and 10 μC/cm2 in 3 nm-thick Y-doped HfO2. This paper indicates that HfO2 ferroelectricity is scalable even in the ultrathin region.

DOI： 10.1063/1.5017094
Anomalous Spectral Shape Evolution of Ge Raman Shift in Oxidation of SiGe. 査読

Y Noma, W Song, T Nishimura, T Yajima, A Toriumi

IEEE Electron Devices Technology and Manufacturing (EDTM) 2018年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

Anomalous Spectral Shape Evolution of Ge Raman Shift in Oxidation of SiGe.

DOI： 10.1109/EDTM.2018.8421461
Sub-nm EOT ferroelectric HfO2 on p+Ge with highly reliable field cycling properties 査読

X. Tian, L. Xu, S. Shibayama, T. Nishimura, T. Yajima, S. Migita, A. Toriumi

Technical Digest - International Electron Devices Meeting, IEDM 17 37.1.1 - 37.1.4 2018年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

5-nm-Thick ferroelectric Y-doped HfO2 was intensively studied. The thickness dependence of ferroelectric properties indicates that stable ferroelectric characteristics are maintained down to 5-nm-thick by taking care of doping and capping effects. Furthermore, the cycling performance shows no wake-up behavior, no obvious degradation after 108 cycles. These results not only enable us to use ferroelectric HfO2 for practical application, but also point out intrinsic properties in ultrathin ferroelectric HfO2 film from materials science point of view.

DOI： 10.1109/IEDM.2017.8268508
Dipole-correlated carrier transportation and orbital reconfiguration in strain-distorted SrNbxTi1-xO3/KTaO3 査読

Jikun Chen, Xinyou Ke, Jiaou Wang, Takeaki Yajima, Haijie Qian, Song Sun

PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS 19 ( 44 ) 29913 - 29917 2017年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Strong electron-correlations can result in un-conventional transportation behaviour, such as metalinsulator transitions, high temperature superconductivity and bad metal conduction. Here we report a distinct transportation characteristic achieved by actively coupling the carriers with randomly distributed lattice-dipoles for strain-distorted SrNbxTi1-xO3. The strong electron correlations split the conduction band, and lead to a distinguished thermal-emitted carrier transportation with an activation energy of similar to 10(-2) eV. Further consistency was demonstrated by the respective changes in orbital configurations observed in near edge X-ray absorption fine structures. The present investigation demonstrates new mechanisms for regulating the carrier transportation using polaronic electron correlations.

DOI： 10.1039/c7cp06495k
Reconsideration of Metal Work Function at Metal/Semiconductor Interface 査読

Nishimura Tomonori, Yajima Takeaki, Toriumi Akira

SEMICONDUCTOR PROCESS INTEGRATION 10 80 ( 4 ) 107 - 112 2017年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

Reconsideration of Metal Work Function at Metal/Semiconductor Interface
Fermi-level pinning (FLP) at metal/semiconductor interface, which is deviated from ideal Schottky-Mott limit, has been discussed for several decades based on various intrinsic and extrinsic models, and it has commonly been considered that the origin of FLP is ascribed only to semiconductor side. In this paper, we discuss FLP from the viewpoint of work function of metal. We focus on a fact that both of surface term of vacuum work function at metal/vacuum interface and intrinsic metal induced gap states (MIGS) at metal/semiconductor interface are described as a common physics of wave function tailing from metal. This suggests that the MIGS is regarded as a surface term of work function of metal at metal/semiconductor interface rather than interface states. Namely, the FLP caused by MIGS seems corresponded to modulation of work function. We also discuss how to control the work function modulation from both semiconductor and metal sides taking germanium as an example.

DOI： 10.1149/08004.0107ecst
Kinetic pathway of the ferroelectric phase formation in doped HfO2 films 査読

Lun Xu, Tomonori Nishimura, Shigehisa Shibayama, Takeaki Yajima, Shinji Migita, Akira Toriumi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 122 ( 12 ) 2017年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The dopant-induced ferroelectric HfO2 formation has been systematically investigated by using cation (Sc, Y, Nb, Al, Si, Ge, and Zr) and anion (N) dopants. Both differences and similarities are discussed among various dopants by focusing on two major factors, the oxygen vacancy (Vo) and the dopant ionic size. First, the doping concentration dependence of the remanent polarization in 27 (+/-2) nm HfO2 films is quantitatively estimated. Then, by comparing the polarization result with the structural transformation in doped HfO2, the pathway of the dopant-induced HfO2 phase transition is discussed among monoclinic, ferroelectric orthorhombic, tetragonal, and cubic phases. Finally, it is addressed that a dopant species independent phase transition route may exist in HfO2 owing to the same kinetic transition process, in which the ferroelectric phase seems to be at an intermediate state between tetragonal and monoclinic phases. Published by AIP Publishing.

DOI： 10.1063/1.5003918
Thermal oxidation kinetics of germanium 査読

X. Wang, T. Nishimura, T. Yajima, A. Toriumi

APPLIED PHYSICS LETTERS 111 ( 5 ) 052101 2017年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Thermal oxidation kinetics of Ge was investigated by the O-18 tracing study and re-oxidation experiments of the SiO2/GeO2 stacked oxide-layer. The results suggest that Ge oxidation kinetics is completely different from that expected from the Deal-Grove model and that Ge is oxidized by GeO2 on Ge instead of O-2 at the interface. This oxidation process forms large amounts of oxygen vacancies in GeO2, which facilitate the diffusion of oxygen atoms in GeO2. This means that oxygen atoms diffuse through GeO2 with an exchange type of process. Based on experimental results, a possible kinetics for Ge oxidation is discussed. Published by AIP Publishing.

DOI： 10.1063/1.4997298
n(+)Si/pGe Heterojunctions Fabricated by Low Temperature Ribbon Bonding With Passivating Interlayer 査読

Tony Chi Liu, Shoichi Kabuyanagi, Tomonori Nishimura, Takeaki Yajima, Akira Toriumi

IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS 38 ( 6 ) 716 - 719 2017年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

A bonding technique via passivating interlayer formation is proposed for bulkmaterial heterojunction fabrication. n(+)Si/pGe heterojunctions were fabricated by a ribbon bonding with interfaces passivated by an amorphous interlayer. With a highest process temperature as low as 150. degrees C, the bonded junctions exhibited rectifying characteristics with a turn-on voltage of 0.3 V as an ideal Si/Ge heterojunction and an ideality factor of 2.15. This technique shows a great potential for bulk material heterojunction formation, especially when ultimately abrupt junctions and low temperature processes are needed.

DOI： 10.1109/LED.2017.2699658
Ultrahigh Thermoelectric Performance in SrNb0.2Ti0.8O3 Oxide Films at a Submicrometer-Scale Thickness 査読

Jikun Chen, Hongyi Chen, Feng Hao, Xinyou Ke, Nuofu Chen, Takeaki Yajima, Yong Jiang, Xun Shi, Kexiong Zhou, Max Dobeli, Tiansong Zhang, Binghui Ge, Hongliang Dong, Huarong Zeng, Wenwang Wu, Lidong Chen

ACS ENERGY LETTERS 2 ( 4 ) 915 - 921 2017年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Localized refrigeration and power generation via thermoelectric technology rely on efficient thermoelectric materials with high performance at room temperature. Although the two-dimensional electron gas (2DEG)-related materials exhibit ultrahigh thermoelectric performance near room temperature, such performance is only preserved at thicknesses within subnanometer scales, limited by the requirement of two-dimensional size confinements. Here we report ultrahigh thermoelectric performance similar to 2DEG-related materials but achieved in SrNb0.2Ti0.8O3 oxide films with a submicrometer-scale thickness by regulating strain induced lattice polarizations and interfacial polarizations. A large figure of merit, zT, and power factor (similar to 10(2)-10(3) mu W cm(-1) K-2) were achieved near room temperature, and the maximum zT is estimated to be similar to 1.6 for a 49 nm thick film. These performances exceed those of the existing n-type thermoelectric materials for room-temperature uses and the reported best oxide materials beyond subnanometer scales. The earth-abundant elemental composition of the oxide film paves the way toward potential applications in thermoelectric thin film devices with a microscale thickness.

DOI： 10.1021/acsenergylett.7b00197
Thermodynamic understanding and analytical modeling of interfacial SiO2 scavenging in HfO2 gate stacks on Si, SiGe, and SiC 査読

Xiuyan Li, Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Akira Toriumi

APPLIED PHYSICS LETTERS 110 ( 14 ) 2017年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

This work thermodynamically and experimentally generalizes the interfacial SiO2 scavenging in HfO2 gate stacks from on Si to on other channel materials including SiGe and SiC and proposes a generalized formulation for this process. By paying attention to the Si chemical potential in the SiO2 interfacial layer (SiO2-IL) significantly affected by the substrate, it clarifies that Si in the substrate is indispensable to trigger the scavenging process. Thanks to this understanding, we demonstrate that the scavenging is extendable to next generation of channel materials containing Si such as SiGe and SiC with well-controlled high-k gate stacks. In addition, via formulating the diffusion-reaction-diffusion kinetics, an analytical relation like the Deal-Grove model is obtained for SiO2-IL scavenging in high-k gate stacks. Published by AIP Publishing.

DOI： 10.1063/1.4979711
General relationship for cation and anion doping effects on ferroelectric HfO2 formation 査読

L. Xu, S. Shibayama, K. Izukashi, T. Nishimura, T. Yajima, S. Migita, A. Toriumi

Technical Digest - International Electron Devices Meeting, IEDM 25.2.1 - 25.2.4 2017年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

This work discusses the general relationship for cation and anion doping effects on the HfO2 para-/ferroelectric transition, which will provide us a helpful instruction for precise HfO2 ferroelectricity design. In addition, ferroelectric N-doped HfO2 has been demonstrated as a gate dielectric film on an oxide semiconductor for ferroelectric field-effect transistors (FeFETs).

DOI： 10.1109/IEDM.2016.7838477
General relationship for cation and anion doping effects on ferroelectric HfO2 formation 査読国際誌

L. Xu, S. Shibayama, K. Izukashi, T. Nishimura, T. Yajima, S. Migita, A. Toriumi

Technical Digest - International Electron Devices Meeting, IEDM 2016年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/IEDM.2016.7838477
Ferroelectric phase stabilization of HfO2 by nitrogen doping 査読

Lun Xu, Tomonori Nishimura, Shigehisa Shibayama, Takeaki Yajima, Shinji Migita, Akira Toriumi

APPLIED PHYSICS EXPRESS 9 ( 9 ) 2016年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

We report that nitrogen (N) doping can drive the ferroelectricity of HfO2. It was found that N doping can cause the transition from a monoclinic phase to a highly symmetric phase. The role of N doping is discussed from the viewpoints of charge balance and bond-constraining effects. The former is responsible for the structural transformation from a paraelectric phase to a ferroelectric phase by forming an oxygen vacancy. In addition, Hf-N and N-O bonds with covalent characteristics have strong effects on HfO2 structural and electrical properties, and thus contribute to a marked HfO2 para-/ferroelectric transition. (C) 2016 The Japan Society of Applied Physics

DOI： 10.7567/APEX.9.091501
Anomalous electrical properties of Au/SrTiO3 interface 査読

Lun Xu, Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Akira Toriumi

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 55 ( 8 ) 2016年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Metal/dielectric interface properties of Au/SrTiO3 (STO) and SrRuO3/SrTiO3 (SRO/STO) interfaces were investigated using metal/STO/heavily Nb-doped STO (0.5 wt% Nb:STO) capacitors. The observed interfacial capacitance at SRO/STO accords with results predicted theoretically, whereas that at the Au/STO interface is strongly suppressed, suggesting an intrinsic low-k (dielectric constant) interfacial layer formation at the Au/STO interface owing to in situ evaporated Au after STO film deposition. Furthermore, metal/0.01 wt% Nb:STO junctions were also analyzed. It was found that the SRO/Nb: STO junction forms an ideal Schottky dipole, whereas the Au/Nb: STO junction exhibits anomalous electrical properties. (C) 2016 The Japan Society of Applied Physics

DOI： 10.7567/JJAP.55.08PB04
Reexamination of Fermi level pinning for controlling Schottky barrier height at metal/Ge interface 査読

Tomonori Nishimura, Takeaki Yajima, Akira Toriumi

APPLIED PHYSICS EXPRESS 9 ( 8 ) 2016年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The element metal/germanium (Ge) interface exhibits a strong Fermi level pinning (FLP), which is usually characterized on the basis of Ge side semiconductor properties. In this work, we demonstrate that metal properties significantly affect the Schottky barrier height (SBH) on Ge. Metallic germanides show both FLP alleviation and a clear substrate orientation dependence of SBH on Ge, despite the nearly perfect FLP and very slight orientation dependence in the element metal case. As a result, ohmic characteristics are observed at germanide/n-Ge (111) junctions. The metal properties required to alleviate the FLP on Ge are also discussed. (C) 2016 The Japan Society of Applied Physics

DOI： 10.7567/APEX.9.081201
Ferroelectricity of nondoped thin HfO2 films in TiN/HfO2/TiN stacks 査読

Tomonori Nishimura, Lun Xu, Shigehisa Shibayama, Takeaki Yajima, Shinji Migita, Akira Toriumi

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 55 ( 8 ) 2016年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

We report on the impact of TiN interfaces on the ferroelectricity of nondoped HfO2. Ferroelectric properties of nondoped HfO2 in TiN/HfO2/TiN stacks are shown in capacitance-voltage and polarization-voltage characteristics. The Curie temperature is also estimated to be around 500 degrees C. The ferroelectricity of nondoped HfO2 clearly appears by thinning HfO2 film down to > 35 nm. We directly revealed in thermal treatments that the ferroelectric HfO2 film on TiN was maintained by covering the top surface of HfO2 with TiN, while it was followed by a phase transition to the paraelectric phase in the case of the open surface of HfO2. Thus, it is concluded that the ferroelectricity in nondoped HfO2 in this study was mainly driven by both of top and bottom TiN interfaces. (C) 2016 The Japan Society of Applied Physics

DOI： 10.7567/JJAP.55.08PB01
Recent Progress of Junction Technology for Germanium CMOS 査読

Tomonori Nishimura, Choong Hyun Lee, Toshimitsu Nakamura, Takeaki Yajima, Kosuke Nagashio, Koji Kita, Akira Toriumi

2015 15TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON JUNCTION TECHNOLOGY (IWJT) 65 - 68 2016年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

To realize scaled Ge CMOS device, there are several challenges of junction formation in nMOSFET. (Fermi level pinning, activation and diffusion of n-type impurities and junction leakage, etc.) In this paper, we report recent progresses of controllability of band alignment at metal/Ge interface, understanding of n-type impurity activation in Ge, and impact of oxygen in Ge on n(+)/p junction leakage.

DOI： 10.1109/IWJT.2015.7467098
Experimental evidence of zone-center optical phonon softening by accumulating holes in thin Ge 査読

Shoichi Kabuyanagi, Tomonori Nishimura, Takeaki Yajima, Akira Toriumi

AIP ADVANCES 6 ( 1 ) 2016年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

We discuss the impact of free carriers on the zone-center optical phonon frequency in germanium (Ge). By taking advantage of the Ge-on-insulator structure, we measured the Raman spectroscopy by applying back-gate bias. Phonon softening by accumulating holes in Ge film was clearly observed. This fact strongly suggests that the phonon softening in heavily-doped Ge is mainly attributed to the free carrier effect rather than the dopant atom counterpart. Furthermore, we propose that the free carrier effect on phonon softening is simply understandable from the viewpoint of covalent bonding modification by free carriers. (C) 2016 Author(s).

DOI： 10.1063/1.4941072
Gate-bias dependent phonon softening observed in Ge MOSFETs 査読

Shoichi Kabuyanagi, Tomonori Nishimura, Takeaki Yajima, Akira Toriumi

ECS Transactions 69 ( 10 ) 75 - 80 2015年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

We investigate impacts of free carriers on phonon frequency of zone-center optical phonon in Germanium (Ge). By taking advantage of Ge-on-insulator structure, Raman measurement with applying the back-gate bias was performed. The phonon softening was clearly observed by increasing hole density. It is also pointed out that the phonon softening in heavily-doped Ge is mainly attributed to the free carrier effect rather than dopant atom one. Furthermore, we show that the free carrier effect on phonon softening can be simply and reasonably interpreted from the view point of modification of the covalent bonding by free carriers.

DOI： 10.1149/06910.0075ecst
Significance of Kinetic-linkage of Oxygen Vacancy with SiO2/Si Interface for SiO2-IL Scavenging in HfO2 Gate Stacks 査読

Xiuyan Li, Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Akira Toriumi

2015 SILICON NANOELECTRONICS WORKSHOP (SNW) 2015年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

This work clarifies roles of substrate-Si in SiO2-IL scavenging in HfO2/SiO2/Si gate stack experimentally, and points out a coupling effect of oxygen vacancy (V-O) with SiO2/Si interface from thermodynamic viewpoint.
Study of Si kinetics in interfacial SiO2 scavenging in HfO2 gate stacks 査読

Xiuyan Li, Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Akira Toriumi

APPLIED PHYSICS EXPRESS 8 ( 6 ) 2015年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

In this study, what occurs at the SiO2/substrate interface and how Si atoms in SiO2 behave in interfacial SiO2 scavenging in a HfO2 gate stack have been investigated. Since the same scavenging occurs on both Si and SiC substrates, the SiC substrate is used to study the role of the substrate. The characterizations of the SiO2/SiC interface show no Si growth on the substrate and no consumption of the substrate in the SiO2 scavenging. Isotope tracing experiments for a HfO2/SiO2/Si stack further demonstrate that atomic Si is generated in scavenging and diffuses out through the HfO2 layer. On the basis of these findings, the reaction at the SiO2/substrate interface is thermodynamically discussed. (C) 2015 The Japan Society of Applied Physics

DOI： 10.7567/APEX.8.061304
Effect of Free Carrier Accumulation or Depletion on Zone-center Vibrational Mode in Ge 査読

Shoichi Kabuyanagi, Tomonori Nishimura, Takeaki Yajima, Akira Toriumi

2015 SILICON NANOELECTRONICS WORKSHOP (SNW) 2015年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）
Nondestructive characterization of oxide/germanium interface by direct-gap photoluminescence analysis 査読

Shoichi Kabuyanagi, Tomonori Nishiumura, Takeaki Yajima, Akira Toriumi

APPLIED PHYSICS EXPRESS 8 ( 5 ) 2015年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

We demonstrate that direct-gap photoluminescence (PL) analysis is useful for the nondestructive, fast, and in-line characterization of the oxide/germanium (Ge) interface without making actual devices. The fact that Ge has a quasi-direct gap enables us to utilize direct-gap PL intensity as a good indicator for interface quality estimation. We experimentally confirm the validity of the present analysis, by comparing PL spectra with capacitance-voltage characteristics. The impact of the band bending at the interface on PL intensity is also discussed. Furthermore, the effect of forming gas annealing at oxide/Ge interfaces is discussed by taking advantage of the present method. (C) 2015 The Japan Society of Applied Physics

DOI： 10.7567/APEX.8.051301
Analytical Formulation of SiO<inf>2</inf>-IL scavenging in HfO<inf>2</inf>/SiO<inf>2</inf>/Si gate stacks - A key is the SiO<inf>2</inf>/Si interface reaction 査読

Xiuyan Li, Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Kosuke Nagashio, Akira Toriumi

Technical Digest - International Electron Devices Meeting, IEDM 2015- ( February ) 21.2.1 - 21.2.4 2015年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

The scavenging kinetics of ultra-thin-SiO&lt
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2&lt
/inf&gt
interface layer (IL) in HfO&lt
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/SiO&lt
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/inf&gt
/Si stacks is investigated by focusing on SiO&lt
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2&lt
/inf&gt
/Si interface reaction in addition to both O and Si atom kinetics. SiO&lt
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2&lt
/inf&gt
/Si interface serves as a stage that the oxygen vacancy (VO) is converted to Si release from SiO&lt
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with the help of Si substrate. Based on both diffusion kinetics and possible reaction, an analytical model for two-stage SiO&lt
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/inf&gt
-IL scavenging in high-k gate stack is proposed.

DOI： 10.1109/IEDM.2014.7047094
Effect of Si substrate on interfacial SiO2 scavenging in HfO2/SiO2/Si stacks 査読

Xiuyan Li, Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Kosuke Nagashio, Akira Toriumi

APPLIED PHYSICS LETTERS 105 ( 18 ) 2014年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The scavenging kinetics of an ultra-thin SiO2 interface layer (SiO2-IL) in an HfO2/SiO2/Si stack is discussed by focusing on the substrate effect in addition to oxygen diffusion. O-18 tracing experiments demonstrate that the O-atom moves from the SiO2-IL to the HfO2 layer during scavenging. SiO2-IL scavenging with various substrates (Si, SiC, and sapphire) has been found to be significantly different, which suggests that the Si in the substrate is also necessary to continuously cause the scavenging. Based on these findings and thermodynamic considerations, a kinetic model where oxygen vacancy (VO) transferred from the HfO2 reacts with the SiO2, which is in contact with the Si-substrate, is proposed for the SiO2-IL scavenging. (C) 2014 AIP Publishing LLC.

DOI： 10.1063/1.4901172
Atomic-scale Planarization of Ge (111), (110) and (100) Surfaces 査読

Tomonori Nishimura, ChoongHyun Lee, Takeaki Yajima, Kosuke Nagashio, Akira Toriumi

2014 7TH INTERNATIONAL SILICON-GERMANIUM TECHNOLOGY AND DEVICE MEETING (ISTDM) 127 - 128 2014年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1109/ISTDM.2014.6874698
Kinetic Model for Scavenging of SiO2 Interface Layer in HfO2 Gate Stacks 査読

Xiuyan Li, Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Kosuke Nagashio, Akira Toriumi

2014 IEEE SILICON NANOELECTRONICS WORKSHOP (SNW) 2014年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

This work discusses effects of the substrate on the scavenging of SiO2 interface layer (SiO2-IL) in HfO2 gate stacks. We propose a model that SiO2-IL scavenging occurs through the reaction of the oxygen vacancy (V-O) transferred from HfO2 to SiO2 with oxygen formed at SiO2/substrate interface.

DOI： 10.1109/SNW.2014.7348532
Atomically flat planarization of Ge(100), (110), and (111) surfaces in H-2 annealing 査読

Tomonori Nishimura, Shoichi Kabuyanagi, Wenfeng Zhang, Choong Hyun Lee, Takeaki Yajima, Kosuke Nagashio, Akira Toriumi

APPLIED PHYSICS EXPRESS 7 ( 5 ) 2014年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

We demonstrate that Ge(100), (110), and (111) Ge surfaces are planarized with atomic level step and terrace structures in H-2 annealing. The temperature required for such planarization is different among the three orientations. The step edge structure on the Ge(100) surface is composed of alternate smooth and rough steps (S-a + S-b steps) owing to the (2 x 1) reconstruction on that surface. It is also shown that the terrace widths on the Ge(110) and (111) surfaces are on average controlled by adjusting the off-angle from the respective surface orientation. (C) 2014 The Japan Society of Applied Physics

DOI： 10.7567/APEX.7.051301
HfO2-assisted SiO2 reduction in HfO2/SiO2/Si stacks 査読

Xiuyan Li, Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Kosuke Nagashio, Akira Toriumi

THIN SOLID FILMS 557 272 - 275 2014年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The ultra-thin SiO2 interface layer (SiO2-IL) in the HfO2/SiO2/Si stack was found to be reduced during the ultra-high vacuum (UHV) annealing. Along with thin SiO2-IL reduction in UHV, SiO desorption and silicide formation also took place. The thermal desorption spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy results showed that the SiO2-IL reduction occurred at temperatures lower than the temperature showing SiO desorption and silicidation by accurately controlling the annealing conditions. The mechanism of SiO2-IL reduction can be explained by the oxygen diffusion through oxygen vacancies in HfO2 generated in the gate stack formation and thermal treatment. It is also understandable that the silicidation process is associated with the inhomogeneous SiO desorption. (c) 2013 Elsevier B. V. All rights reserved.

DOI： 10.1016/j.tsf.2013.10.142
Visualizing the interfacial evolution from charge compensation to metallic screening across the manganite metal-insulator transition 査読

Julia A. Mundy, Yasuyuki Hikita, Takeaki Hidaka, Takeaki Yajima, Takuya Higuchi, Harold Y. Hwang, David A. Muller, Lena F. Kourkoutis

NATURE COMMUNICATIONS 5 2014年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Electronic changes at polar interfaces between transition metal oxides offer the tantalizing possibility to stabilize novel ground states yet can also cause unintended reconstructions in devices. The nature of these interfacial reconstructions should be qualitatively different for metallic and insulating films as the electrostatic boundary conditions and compensation mechanisms are distinct. Here we directly quantify with atomic-resolution the charge distribution for manganite-titanate interfaces traversing the metal-insulator transition. By measuring the concentration and valence of the cations, we find an intrinsic interfacial electronic reconstruction in the insulating films. The total charge observed for the insulating manganite films quantitatively agrees with that needed to cancel the polar catastrophe. As the manganite becomes metallic with increased hole doping, the total charge build-up and its spatial range drop substantially. Direct quantification of the intrinsic charge transfer and spatial width should lay the framework for devices harnessing these unique electronic phases.

DOI： 10.1038/ncomms4464
High electron mobility (16 cm2/Vsec) FETs with high on/off ratio (10^6) and highly conductive films (10^2 S/cm) by chemical doping in very thin (∼20 nm) TiO2 films on thermally grown SiO2 査読

Go Oike, Takeaki Yajima, Tomonori Nishimura, Kosuke Nagashio, Akira Toriumi

Technical Digest - International Electron Devices Meeting, IEDM 2013年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1109/IEDM.2013.6724610
Atomically Flat Germanium (111) Surface by Hydrogen Annealing 査読

T. Nishimura, S. Kabuyanagi, C. H. Lee, T. Yajima, K. Nagashio, A. Toriumi

ULSI PROCESS INTEGRATION 8 58 ( 9 ) 201 - 206 2013年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

In germanium (Ge) MOSFET technology, surface planarization is a serious concern for mobility enhancement at high carrier density, reliability improvement of gate dielectrics and morphology control for non-planar FETs. In this work, (111)-oriented Ge substrates were annealed at 350-750 degrees C in pure H-2 atmosphere, and the surface structure and morphology were analyzed with atomic force microscopy. A step and terrace structure was observed on the surface after the H-2 annealing above 500 degrees C. The terrace width is controllable by the off-angle of the initial surface within 0.3 degrees at least. The roughness root mean square (RMS) at 100 x 100 nm on single terrace is similar to 0.05 nm which is almost our detection limit, which implies that the single terrace on H-2 annealed Ge (111) is atomically flat. Furthermore, even though the initial surface roughness RMS is intentionally increased up to 0.6 nm, atomically flat terrace structure could be obtained by the H-2 annealing.

DOI： 10.1149/05809.0201ecst
Coexistence of two-dimensional and three-dimensional Shubnikov–de Haas oscillations in Ar+-irradiated KTaO3 査読

S. Harashima, C. Bell, M. Kim, T. Yajima, Y. Hikita, H. Y. Hwang

Phys. Rev. B 88 ( 8 ) 085102 2013年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Coexistence of two-dimensional and three-dimensional Shubnikov-de Haas oscillations in Ar+-irradiated KTaO3
We report electron doping in the surface vicinity of KTaO3 by inducing oxygen vacancies via Ar+ irradiation. The doped electrons have high mobility (&gt
104 cm2/Vs) at low temperatures, and exhibit Shubnikov-de Haas oscillations with both two- and three-dimensional components. A disparity of the extracted in-plane effective mass, compared to the bulk values, suggests mixing of the orbital characters. Our observations demonstrate that Ar+ irradiation serves as a flexible tool to study low-dimensional quantum transport in 5d semiconducting oxides. ©2013 American Physical Society.

DOI： 10.1103/PhysRevB.88.085102
Hot electron transport in a strongly correlated transition-metal oxide 査読

Kumari Gaurav Rana, Takeaki Yajima, Subir Parui, Alexander F. Kemper, Thomas P. Devereaux, Yasuyuki Hikita, Harold Y. Hwang, Tamalika Banerjee

SCIENTIFIC REPORTS 3 2013年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Oxide heterointerfaces are ideal for investigating strong correlation effects to electron transport, relevant for oxide-electronics. Using hot-electrons, we probe electron transport perpendicular to the La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO)- Nb-doped SrTiO3 (Nb:STO) interface and find the characteristic hot-electron attenuation length in LSMO to be 1.48 +/- 0.10 unit cells (u.c.) at -1.9 V, increasing to 2.02 +/- 0.16 u.c. at -1.3 V at room temperature. Theoretical analysis of this energy dispersion reveals the dominance of electron-electron and polaron scattering. Direct visualization of the local electron transport shows different transmission at the terraces and at the step-edges.

DOI： 10.1038/srep01274
ペロブスカイト酸化物における界面ダイポールの設計とトランジスタへの応用

矢嶋赳彬

先端技術大賞 2012年6月

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記述言語：その他

Design of interfacial dipole in perovskite oxides and its application to transistors
Reentrant insulating state in ultrathin manganite films 査読

Bongju Kim, Daeyoung Kwon, Takeaki Yajima, Christopher Bell, Yasuyuki Hikita, Bog G. Kim, Harold Y. Hwang

APPLIED PHYSICS LETTERS 99 ( 9 ) 2011年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

The transport and magnetic properties of La0.7Sr0.3MnO3 thin-films grown by pulsed laser deposition on (LaAlO3)(0.3)(SrAl0.5Ta0.5O3)(0.7) single crystal substrates have been investigated. A systematic series with various thicknesses of La0.7Sr0.3MnO3 was used to establish a phase diagram which showed a clear difference compared to films grown on SrTiO3 substrates, highlighting the importance of film thickness, and substrate strain. At 8 unit cells, the boundary between the metallic and insulating groundstates, a second abrupt metal-insulator transition was observed at low temperatures, which could be tuned by magnetic field, and was interpreted as a signature of electronic phase separation. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3628659]

DOI： 10.1063/1.3628659
Charge Writing at the LaAlO3/SrTiO3 Surface 査読

Yanwu Xie, Christopher Bell, Takeaki Yajima, Yasuyuki Hikita, Harold Y. Hwang

NANO LETTERS 10 ( 7 ) 2588 - 2591 2010年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Biased conducting-up atomic force microscopy (AFM) has been shown to write and erase nanoscale metallic lines at the LaAlO3/SrTiO3 interface Using various AFM modes, we show the mechanism of conductivity switching is the writing of surface charge These charges are stably deposited on a wide range of LaAlO3 thicknesses, including bulk crystals. A strong asymmetry with writing polarity was found for 1 and 2 unit cells of LaAlO3, providing experimental evidence for a theoretically predicted built-in potential

DOI： 10.1021/nl1012695
Mn3O4 precipitates in laser-ablated manganite films 査読

T. Higuchi, T. Yajima, L. Fitting Kourkoutis, Y. Hikita, N. Nakagawa, D. A. Muller, H. Y. Hwang

APPLIED PHYSICS LETTERS 95 ( 4 ) 043112 2009年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Precipitates formed during the growth of manganite thin films by pulsed laser deposition have been an obstacle for fabricating high quality devices incorporating these ferromagnetic metals. In order to analyze the nature of these precipitates, we have investigated their spectroscopic and structural properties by scanning transmission electron microscopy. For LaMnO3 films, crystallites of Mn3O4 are found to segregate out from stoichiometric films to accommodate a net cation off-stoichiometry during growth. By tuning the laser spot conditions, these precipitates can be eliminated.

DOI： 10.1063/1.3193667
Termination control of the interface dipole in La0.7Sr0.3MnO3/Nb:SrTiO3 (001) Schottky junctions 査読

Yasuyuki Hikita, Mitsuru Nishikawa, Takeaki Yajima, Harold Y. Hwang

PHYSICAL REVIEW B 79 ( 7 ) 2009年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

In order to investigate the interface termination dependence of perovskite band alignments, we have studied the Schottky barrier height at La0.7Sr0.3MnO3/Nb:SrTiO3 (001) heterointerfaces. As the Nb:SrTiO3 semiconductor was varied from TiO2 termination to SrO termination by variable insertion of a SrMnO3 layer, a large systematic increase in the Schottky barrier height was observed. This can be ascribed to the evolution of the interface dipole induced to screen the polar discontinuity at the interface, which gives a large internal degree of freedom for tuning band diagrams in oxides.

DOI： 10.1103/PhysRevB.79.073101

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書籍等出版物

環境発電ハンドブック第２版

矢嶋赳彬（担当：共著）

エヌ・ティー・エス 2022年4月

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担当ページ：p43-47 記述言語：日本語著書種別：学術書
環境発電ハンドブック第２版

矢嶋赳彬

エヌ・ティー・エス 2021年10月

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記述言語：その他

講演・口頭発表等

In-memory computing with volatile proton devices 招待

Takeaki Yajima

International Workshop on Iontronics 2024 2024年11月

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開催年月日： 2024年10月 - 2024年11月

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酸化物相転移とプロトンを駆使したニューロモルフィックデバイス設計招待

矢嶋赳彬

第258回JOEM研究会 2023年12月

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記述言語：その他

国名：その他

Neuromorphic device design using oxide phase transition and protons
Smart energy extraction from energy harvesters using timing-based asynchronous digital circuits 招待

Takeaki Yajima

IEEE-NEMS2022 2022年4月

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記述言語：その他

国名：その他
Low-power circuits for energy harvesters based on spiking-neuron delay elements 招待

Takeaki Yajima

EuMW2021 2022年4月

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記述言語：その他

国名：その他
持続可能社会のためのニューロモルフィックデバイス設計招待

矢嶋赳彬

学振R031ハイブリッド量子ナノ技術委員会第7回研究会 2022年8月

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記述言語：その他

国名：その他
環境発電の普及に向けた電源回路技術の動向について招待

矢嶋赳彬

SDRJ委員会 2023年1月

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記述言語：その他

国名：その他

Trends in Power Supply Circuit Technology for Widespread Use of Energy Harvesting
プロトンを用いたニューロモルフィック情報素子の設計招待

矢嶋赳彬

第70回応用物理学会春季学術講演会 2023年3月

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記述言語：その他

国名：その他

Design of neuromorphic information devices using protons
Designing neuromorphic devices using protons 招待

Takeaki Yajima

IWDTF 2023 (2023, Kanazawa, Japan) 2023年10月

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記述言語：その他

国名：その他

Designing neuromorphic devices using protons
スパイキングニューラルネットを用いたエッジAIと環境発電のへの応用招待

矢嶋赳彬

エネルギーハーベスティングコンソーシアム総会 (2023, Tokyo) 2023年6月

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記述言語：その他

国名：その他

Edge AI using spiking neural networks and its application to energy harvesting
固体プロトン素子を用いたニューロモルフィック機能設計招待

矢嶋赳彬

第85回固体イオニクス研究会 (2023, Tokyo) 2023年7月

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記述言語：その他

国名：その他

Neuromorphic Functional Design Using Solid-State Proton Devices
酸化物ヘテロ構造とプロトンを用いたニューロモルフィック素子招待

矢嶋赳彬

第84回応用物理学会秋季講演会 (2023, Kumamoto) 2023年9月

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記述言語：その他

国名：その他

Neuromorphic Devices Using Oxide Heterostructures and Protons
省エネ電源回路による環境エネルギー駆動のIoTデバイス招待

矢嶋赳彬

大学見本市2024イノベーションジャパン 2024年8月

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会議種別：口頭発表（招待・特別）

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AI × 演算デバイスからAI × Opticsの将来を覗く招待

矢嶋赳彬

日本光学会AI Optics研究グループ第20回研究会 2024年4月

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会議種別：口頭発表（招待・特別）

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プロトンを用いたニューロモルフィック情報処理招待

矢嶋赳彬

新材料・新原理で築くニューロモルフィックシステム (2023, Osaka) 2023年8月

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記述言語：その他

国名：その他

Neuromorphic information processing using proton
ニューロン回路と材料機能を用いた超低消費電力化技術の研究招待

矢嶋赳彬

Neumorphランチョンセミナー 2021年10月

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記述言語：その他

国名：その他

Research on low power electronics based on neuron circuits and materials properties
Ultra-sharp three-terminal switch using nano-scale phase transition material 招待

Takeaki Yajima

34th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2021) 2021年10月

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記述言語：その他

国名：その他
非同期デジタル制御による振動発電用回路招待

矢嶋赳彬

環境発電関連技術の最先端（応用物理学会エネルギーハーベスティング研究グループ） 2021年11月

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記述言語：その他

国名：その他
Codesign of materials and circuits for neuromorphic edge computing 招待

Takeaki Yajima

ナノ学会合同シンポジウム 2021年12月

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記述言語：その他

国名：その他

Codesign of materials and circuits for neuromorphic edge computing
Next-generation switching devices based on metal-insulator transitions 招待

Takeaki Yajima

ISPlasma2022 2022年3月

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記述言語：その他

国名：その他
In-memory computing with volatile proton devices 招待

Takeaki Yajima

Mini crossover seminar on functional materials 2024 2024年9月

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Information processing based on electrons and protons in heterostructures 招待

Takeaki Yajima

JAIST seminar 2024年12月

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会議種別：口頭発表（招待・特別）

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Information processing with “electrons” and “protons” inside heterostructures 招待

矢嶋赳彬

電気学会研究調査委員会 2024年12月

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会議種別：口頭発表（招待・特別）

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Neuromorphic information processing using spike signals and short-term memories 招待

Takeaki Yajima

2025 International Workshop on Emerging Device and Circuit Technologies (UAAT-KOOU) 2025年3月

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会議種別：口頭発表（招待・特別）

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生物の神経回路に学ぶ超省エネIoT技術招待

矢嶋赳彬

電子情報技術部会マイクロナノシステムと材料・加工分科会講演会 2025年1月

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会議種別：口頭発表（招待・特別）

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MISC

生物の神経回路に学ぶ省エネIoT技術招待査読

矢嶋赳彬

応用物理 93 ( 5 ) 289 - 293 2024年5月

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担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者記述言語：日本語掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

応用物理の学会誌への記事掲載

DOI： 10.11470/oubutsu.93.5_289

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神経回路のアナロジーに基づく省エネエレクトロニクス査読

矢嶋赳彬

電気学会誌 2024年2月

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記述言語：日本語掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

Energy-saving Electronics Based on the Analogy of Neural Circuits

DOI： 10.1541/ieejjournal.144.84
スパイキングニューロン回路を用いた低消費電力IoT回路技術

矢嶋赳彬

機能材料 2021年3月

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記述言語：日本語掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
金属絶縁体転移材料を利用した回路技術の研究査読

矢嶋赳彬

電子情報通信学会和文論文誌C 2020年9月

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記述言語：日本語掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
ペロブスカイト酸化物へテロ界面における界面ダイポールを用いたバンドオフセット制御

矢嶋赳彬、疋田育之、簑原誠人、Christopher BELL、組頭広志、尾嶋正治、Julia A. MUNDY、Lena FITTING KOURKOUTIS、David. A. MULLER、Harold HWANG

PF News 2012年4月

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記述言語：日本語掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
Engineering Artificial Interface Dipoles at Oxide Heterointerfaces.

T. Yajima, Y. Hikita, M. Minohara, C. Bell, J. A. Mundy, L. Fitting Kourkoutis, D. A. Muller, H. Kumigashira, M. Oshima, H. Y. Hwang

PF Activity Report 2015年6月

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記述言語：その他

Engineering Artificial Interface Dipoles at Oxide Heterointerfaces.
Engineering Artificial Interface Dipoles at Oxide Heterointerfaces

T. Yajima, Y. Hikita, M. Minohara, C. Bell, J. A. Mundy, L. Fitting Kourkoutis, D. A. Muller, H. Kumigashira, M. Oshima, and H. Y. Hwang

PF Activity Report 2015年4月

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記述言語：英語掲載種別：機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等

その他リンク： http://pfwww.kek.jp/acr/2014pdf/part_a/14ah1_2.pdf
ペロブスカイト酸化物における界面ダイポールの設計とトランジスタへの応用査読

矢嶋赳彬

独創性を拓く　先端技術大賞 2012年6月

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記述言語：日本語掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

その他リンク： http://www.fbi-award.jp/sentan/jusyou/2012/3.pdf
Controlling Band Alignments by Engineering Interface Dipoles at Perovskite Oxide Heterointerfaces.

T. Yajima, Y. Hikita, M. Minohara, C. Bell, H. Kumigashira, M. Oshima, J. A. Mumdy, L. F. Kourkoutis, D. A. Muller, H. Hwang

PF News 2012年1月

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記述言語：その他

Controlling Band Alignments by Engineering Interface Dipoles at Perovskite Oxide Heterointerfaces.

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産業財産権

特許権	出願件数: 14件	登録件数: 1件
実用新案権	出願件数: 0件	登録件数: 0件
意匠権	出願件数: 0件	登録件数: 0件
商標権	出願件数: 0件	登録件数: 0件

所属学協会

IEEE
応用物理学会シリコンテクノロジー分科会
日本神経回路学会
Material Research Society
応用物理学会

委員歴

International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM) 幹事国際

2024年1月 - 2025年9月
応用物理学会中分類（酸化物エレクトロニクス）プログラム委員国内

2023年4月 - 2025年3月
ニューロモルフィックAIハードウェア研究センター外部委員国内

2021年7月 - 現在
Silicon Nanotechnology Workshop プログラム委員国際

2020年10月 - 2023年3月
The System Device Roadmap Committee of Japan (SDRJ), More than Moore working group (MtM) 幹事国内

2019年12月 - 現在
応用物理学会トータルバイオミメティクス領域グループ幹事国内

2019年11月 - 2023年4月
エネルギーハーベスティングコンソーシアム正式オブザーバ国内

2018年4月 - 現在

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学術貢献活動

オーガナイザ

脳機能から考えるレザバーコンピューティングの未来（オンライン） 2021年8月

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種別：大会・シンポジウム等

参加者数：55
オーガナイザ

バイオミメティック情報処理の最前線（大阪） 2020年11月

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種別：大会・シンポジウム等
Executive Comittee 国際学術貢献

2018 International Conference on Solid State Devices and Materials （ Tokyo Japan ） 2018年9月

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種別：大会・シンポジウム等
代表企画者

第23回電子デバイス界面テクノロジー研究会企画セッション「ポストディープラーニングに向けたニューロチップの基盤技術」（三島） 2018年1月

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種別：大会・シンポジウム等
代表世話人

春季応用物理学会シンポジウム「次世代ニューロモルフィックハードウェアにおける機能性酸化物の役割」（横浜） 2017年3月

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種別：大会・シンポジウム等

共同研究・競争的資金等の研究課題

ヘテロ構造の電子とプロトンが生み出す情報処理技術

2023年10月 - 2027年3月

JST 創発的研究事業

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担当区分：研究代表者資金種別：受託研究
自立センサノードのためのバイオミメティック汎用電源回路

2022年 - 2027年

NEDO 未踏チャレンジ２０５０産業技術研究助成事業 (経済産業省)

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担当区分：研究代表者資金種別：受託研究
スパイキングネットによるエッジでのリアルタイム学習基盤

2021年4月 - 2025年3月

国立研究開発法人科学技術振興機構（日本） CREST

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担当区分：研究分担者資金種別：受託研究

エッジデバイスでは難しいとされてきた「学習」を、エッジデバイスで実現するための情報処理ハードウェアを開発する
楽して安全、振動発電を用いた電池フリー無線センサの事業化とその応用展開

2021年4月 - 2023年3月

文部科学省地域イノベーション・エコシステム形成プログラム共同研究

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担当区分：研究分担者資金種別：その他産学連携による資金
スマートメカトロニクスを基盤とした振動発電素子の開発

2021年 - 2023年

JST CREST 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省)

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担当区分：研究分担者資金種別：受託研究
最適な食事の学習に向けた消化器系フィードバック情報のセンシング技術

2020年

ロッテ財団奨励研究助成

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資金種別：寄附金
抵抗変化素子を活用した環境発電用回路技術の創成

2017年 - 2020年

JST さきがけ戦略的創造研究推進事業 (文部科学省)

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担当区分：研究代表者資金種別：受託研究

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共同研究におけるコンサルティング・交渉等

CNTを使ったEH（エナジーハーベスティング）技術用の昇圧システムの可能性検討

役割区分：コンサルティング 2021年10月 - 2022年3月

日本ZEON

教育活動概要

学部にて電磁気学基礎、量子力学応用I、トランジスタ基礎論、大学院にてニューロモルフィックハードウェア特論、電気電子工学企画演習を担当する。

担当授業科目

電磁気学基礎

2023年12月 - 2024年2月冬学期
電気電子工学読解Ⅱ

2023年10月 - 2024年3月後期
電気電子工学演示Ⅱ

2023年10月 - 2024年3月後期
電磁気学基礎

2023年10月 - 2023年12月秋学期
電気工学基礎Ⅱ

2023年6月 - 2023年8月夏学期
Neuromorphic Hardware II

2023年6月 - 2023年8月夏学期
ニューロコンピューティング特論Ⅱ

2023年6月 - 2023年8月夏学期
ニューロモルフィックハードウェア特論Ⅱ

2023年6月 - 2023年8月夏学期
構成エレクトロニクス特別講究

2023年4月 - 2024年3月通年
Advanced Research in Electrical and Electronic Eng II

2023年4月 - 2024年3月通年
Advanced Research in Electrical and Electronic Engineering I

2023年4月 - 2024年3月通年
Advanced Seminar in Electrical and Electronic Engineering

2023年4月 - 2024年3月通年
電気電子工学特別研究Ⅱ

2023年4月 - 2024年3月通年
電気電子工学特別研究Ⅰ

2023年4月 - 2024年3月通年
電気電子工学特別演習

2023年4月 - 2024年3月通年
Advanced Research in Constructive Electronics

2023年4月 - 2024年3月通年
電気工学基礎

2023年4月 - 2023年9月前期
電気電子工学演示Ⅰ

2023年4月 - 2023年9月前期
電気電子工学読解Ⅰ

2023年4月 - 2023年9月前期
電気工学基礎Ⅰ

2023年4月 - 2023年6月春学期
ニューロコンピューティング特論Ⅰ

2023年4月 - 2023年6月春学期
量子力学応用Ⅰ

2023年4月 - 2023年6月春学期
量子力学応用Ⅰ

2023年4月 - 2023年6月春学期
電磁気学基礎

2022年12月 - 2023年2月冬学期
電磁気学基礎

2022年10月 - 2022年12月秋学期
Neuromorphic Hardware II

2022年6月 - 2022年8月夏学期
ニューロモルフィックハードウェア特論Ⅱ

2022年6月 - 2022年8月夏学期
工学概論（Ⅰ群）

2022年4月 - 2022年9月前期
量子力学大意

2022年4月 - 2022年9月前期
電気電子工学特別研究第ニ 1G

2022年4月 - 2022年9月前期
電気電子工学読解Ⅰ

2022年4月 - 2022年9月前期
電気電子工学演示Ⅰ

2022年4月 - 2022年9月前期
電気電子工学研究演示(第1ｸﾞﾙｰﾌﾟ)

2022年4月 - 2022年9月前期
Group Research Proposal for EEE

2022年4月 - 2022年9月前期
Survey in EEE Studies(Group1)

2022年4月 - 2022年9月前期
電気電子工学企画演習

2022年4月 - 2022年9月前期
Neuromorphic Hardware I

2022年4月 - 2022年6月春学期
量子力学応用Ⅰ

2022年4月 - 2022年6月春学期
ニューロモルフィックハードウェア特論Ⅰ

2022年4月 - 2022年6月春学期
電磁気学基礎

2021年12月 - 2022年2月冬学期
電気電子工学読解Ⅱ

2021年10月 - 2022年3月後期
電気電子工学研究調査(第1ｸﾞﾙｰﾌﾟ)

2021年10月 - 2022年3月後期
電磁気学基礎

2021年10月 - 2022年3月後期
電磁気学基礎

2021年10月 - 2021年12月秋学期
ニューロモルフィックハードウェア特論Ⅱ

2021年6月 - 2021年8月夏学期
Neuromorphic Hardware II

2021年6月 - 2021年8月夏学期
電気電子工学読解Ⅰ

2021年4月 - 2021年9月前期
[M2]電気電子工学演習第三

2021年4月 - 2021年9月前期
ニューロモルフィックハードウェア特論

2021年4月 - 2021年9月前期
Neuromorphic Hardware I

2021年4月 - 2021年6月春学期
量子力学応用Ⅰ

2021年4月 - 2021年6月春学期
ニューロモルフィックハードウェア特論Ⅰ

2021年4月 - 2021年6月春学期
量子力学応用１

2021年4月 - 2021年6月春学期
電磁気学基礎

2025年12月 - 2026年2月冬学期
電磁気学基礎

2025年10月 - 2025年12月秋学期
トランジスタ基礎論

2025年6月 - 2025年8月夏学期
トランジスタ基礎論

2025年6月 - 2025年8月夏学期
ニューロコンピューティング特論Ⅱ

2025年6月 - 2025年8月夏学期
電気電子工学読解Ⅰ

2025年4月 - 2025年9月前期
電気電子工学演示Ⅰ

2025年4月 - 2025年9月前期
量子力学応用Ⅰ

2025年4月 - 2025年6月春学期
量子力学応用Ⅰ

2025年4月 - 2025年6月春学期
電磁気学基礎

2024年12月 - 2025年2月冬学期
電気電子工学読解Ⅱ

2024年10月 - 2025年3月後期
電気電子工学演示Ⅱ

2024年10月 - 2025年3月後期
電磁気学基礎

2024年10月 - 2024年12月秋学期
Neuromorphic Hardware II

2024年6月 - 2024年8月夏学期
ニューロモルフィックハードウェア特論Ⅱ

2024年6月 - 2024年8月夏学期
ニューロコンピューティング特論Ⅱ

2024年6月 - 2024年8月夏学期
電気電子工学特別研究Ⅱ

2024年4月 - 2025年3月通年
電気電子工学特別研究Ⅰ

2024年4月 - 2025年3月通年
電気電子工学特別演習

2024年4月 - 2025年3月通年
知的財産技法Ⅱ

2024年4月 - 2025年3月通年
知的財産技法Ⅰ

2024年4月 - 2025年3月通年
構成エレクトロニクス特別講究

2024年4月 - 2025年3月通年
国際演示技法Ⅱ

2024年4月 - 2025年3月通年
国際演示技法Ⅰ

2024年4月 - 2025年3月通年
先端プロジェクト管理技法Ⅱ

2024年4月 - 2025年3月通年
先端プロジェクト管理技法Ⅰ

2024年4月 - 2025年3月通年
ティーチング演習Ⅱ

2024年4月 - 2025年3月通年
ティーチング演習Ⅰ

2024年4月 - 2025年3月通年
Scientific English Presentation II

2024年4月 - 2025年3月通年
Scientific English Presentation I

2024年4月 - 2025年3月通年
Intellectual Property Management II

2024年4月 - 2025年3月通年
Intellectual Property Management I

2024年4月 - 2025年3月通年
Exercise in Teaching II

2024年4月 - 2025年3月通年
Exercise in Teaching I

2024年4月 - 2025年3月通年
Advanced Seminar in Electrical and Electronic Engineering

2024年4月 - 2025年3月通年
Advanced Research in Electrical and Electronic Engineering I

2024年4月 - 2025年3月通年
Advanced Research in Electrical and Electronic Eng II

2024年4月 - 2025年3月通年
Advanced Research in Constructive Electronics

2024年4月 - 2025年3月通年
Advanced Project Management II

2024年4月 - 2025年3月通年
Advanced Project Management I

2024年4月 - 2025年3月通年
電気電子工学読解Ⅰ

2024年4月 - 2024年9月前期
電気電子工学演示Ⅰ

2024年4月 - 2024年9月前期
量子力学応用Ⅰ

2024年4月 - 2024年6月春学期
電気工学基礎Ⅰ

2024年4月 - 2024年6月春学期
量子力学応用Ⅰ

2024年4月 - 2024年6月春学期

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FD参加状況

2025年2月役割：参加名称：【シス情FD】プレアドミッション・サポートデスク(PSD)による留学生のための出願前支援〜導入のメリット〜

主催組織：部局
2024年9月役割：参加名称：【シス情FD】若手教員の研究紹介⑩

主催組織：部局
2024年7月役割：参加名称：九州大学アクティブラーニング教室「物理学における反転授業の実践例」（文部科学省教育関係共同利用拠点事業）

主催組織：全学
2024年5月役割：参加名称：【シス情FD】科研費の最近の動向について

主催組織：部局
2022年1月役割：参加名称：【シス情FD】シス情関連の科学技術に対する国の政策動向（に関する私見）

主催組織：部局
2021年4月役割：参加名称：令和３年度第１回全学ＦＤ（新任教員の研修）

主催組織：全学
2021年3月役割：参加名称：学習支援システム（M2B）講習会（オンライン開催）◇初級編・中・上級編◇13:00～15:00

主催組織：全学
2020年12月役割：参加名称：Moodle&MS Teams連携によるオンライン講義実施報告(Youtube Prezi Powerpoint Wolframcloud そして TeX)

主催組織：部局

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その他教育活動及び特記事項

2023年クラス担任学部
2022年クラス担任学部
2021年クラス担任学部

メディア報道

九大、生物の神経回路に学ぶ超省エネIoT制御技術を確立新聞・雑誌

日本経済新聞 2022年1月

　詳細を見る

九大、生物の神経回路に学ぶ超省エネIoT制御技術を確立

政策形成、学術振興等への寄与活動

2023年3月応用物理学会シンポジウム「脳と非生体型自律分散システムにおける情報処理・創造の最前線」

世話人
2021年4月 - 2021年8月第２回トータルバイオミメティクス研究会「脳機能から考えるレザバーコンピューティングの未来」

代表企画者
2020年5月 - 2022年3月応用物理学会若手チャプタ

副代表
2018年11月 - 2019年3月 International Workshop on Materials Science & Device Physics for Advanced Electron Devices

実行委員
2017年10月 - 2018年9月 SSDM 2018

実行委員
2017年6月 - 2018年1月第23回電子デバイス界面テクノロジー研究会企画セッション"ポストディープラーニングに向けたニューロチップの基盤技術"

代表企画者
2016年9月 - 2017年3月春季応用物理学会 2017 シンポジウム "次世代ニューロモルフィックハードウェアにおける機能性酸化物の役割"

代表世話人

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