JP2021527390A - 電場を利用した電流経路範囲制御方法及び電子回路 - Google Patents

Abstract

本発明の一実施形態は、電場を利用した電流経路範囲制御方法であって、自発分極性材料を含む活性層、及び前記活性層に隣接するように配置された印加電極に対して、前記印加電極を介して、前記活性層に電場を印加し、前記活性層の分極領域を形成するステップと、前記分極領域の境界に対応する変動低抵抗領域を形成するステップと、を含み、前記変動低抵抗領域は、前記活性層の領域のうち、前記変動低抵抗領域と隣接する他の領域よりも電気抵抗が低い領域であり、電気的パスを形成するようにする電流経路範囲制御方法を開示する。

Description

本発明は、電場を利用した電流経路範囲制御方法及び電子回路に関する。

技術の発展及び人々の生活の利便性に対する関心が高くなるにつれて、様々な電子製品についての開発の試みが盛んになってきている。

また、このような電子製品は、益々小型化されつつ集積化されており、使用される場所が広範囲に増加している。

このような電子製品は、様々な電気素子を含み、例えば、ＣＰＵ、メモリ、その他の様々な電気素子を含む。当該電気素子は、様々な種類の電気回路を含む。

例えば、コンピュータ、スマートフォンだけでなく、ＩｏＴのための家庭用センサ素子、人間工学用バイオ電子素子など、様々な分野の製品において電気素子が使用されている。

一方、近年の技術の発達速度とユーザの生活水準の急激な向上に伴い、当該電気素子の使用と応用分野が急激に増加し、それによって、その需要も増加している。

このような傾向によって、一般に使用している様々な電気素子に容易かつ迅速に適用する電気回路を実装して制御するには限界がある。

本発明は、様々な用途に容易に適用することが可能な電流経路範囲制御方法及び電子回路を提供する。

本発明の一実施形態は、電場を利用した電流経路範囲制御方法であって、自発分極性材料を含む活性層、及び前記活性層に隣接するように配置された印加電極に対して、前記印加電極を介して、前記活性層に電場を印加し、前記活性層の分極領域を形成するステップと、前記分極領域の境界に対応する変動低抵抗領域を形成するステップと、を含み、前記変動低抵抗領域は、前記活性層の領域のうち、前記変動低抵抗領域と隣接する他の領域よりも電気抵抗が低い領域であり、電気的パスを形成するようにする電流経路範囲制御方法を開示する。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域を形成するステップは、前記活性層の分極領域が、前記活性層の厚さ方向に成長するステップと、前記分極領域が、前記活性層の厚さ方向と交差する方向に成長するステップと、を含んでもよい。

本実施形態では、前記印加電極を介して電場を制御して、前記変動低抵抗領域の生成及び消滅を制御し、それによる電気的パスの生成及び消滅を制御してもよい。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域を形成するステップは、前記印加電極を介して、前記活性層の抗電場よりも高い強度の電場を印加するステップを含んでもよい。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域を形成するステップは、前記印加電極を介して電場の強度を制御して、前記活性層の厚さ方向への前記変動低抵抗領域の深さを制御してもよい。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域を形成するステップは、前記印加電極から、前記変動低抵抗領域が、前記活性層の平面方向に距離をもって離隔されるように形成することを含んでもよい。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域を形成するステップは、前記印加電極を介して電場の印加の時間を制御して、前記変動低抵抗領域の大きさまたは幅を制御してもよい。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域を形成するステップは、互いに離隔されるように配置された複数の変動低抵抗領域を形成するステップを含んでもよい。

本実施形態では、前記複数の変動低抵抗領域を形成するステップは、前記印加電極から遠く配置された変動低抵抗領域を先に形成してから、前記印加電極に近く配置された変動低抵抗領域を形成するステップを含んでもよい。

本実施形態では、前記複数の変動低抵抗領域を形成するステップは、前記１つの変動低抵抗領域を境界として、両側に異なる方向の分極領域が位置するように進行することを含んでもよい。

本実施形態では、前記印加電極は、互いに離隔されて複数備えられ、前記複数の印加電極を介して、前記活性層に少なくとも１つの領域において離隔された分極領域を形成するステップと、それに対応する複数の変動低抵抗領域を形成するステップと、を含んでもよい。

本実施形態では、前記印加電極を介して電場を印加する時間を制御して、前記互いに離隔された複数の分極領域が１つの領域で重なり合うステップを含み、それに対応する複数の変動低抵抗領域の１つの領域が互いに重なり合って統合されるステップを含んでもよい。

本実施形態では、少なくとも一つの接続電極を、前記変動低抵抗領域に隣接するように形成するステップを含んでもよい。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域は、前記印加電極を介して印加された電場が取り除かれても、前記分極領域の保持により保持される。

本発明の他の実施形態は、自発分極性材料を含む活性層と、前記活性層に隣接するように配置された印加電極と、前記印加電極を介して、前記活性層に電場を印加し、前記活性層に形成された分極領域と、前記分極領域の境界に対応する変動低抵抗領域と、を含み、前記変動低抵抗領域は、前記活性層の領域のうち、前記変動低抵抗領域と隣接する他の領域よりも電気抵抗が低い領域であり、電気的パスを形成するように形成された電子回路を開示する。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域は、前記印加電極を介して電場を制御して、前記分極領域の制御によって生成または消滅する。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域は、前記印加電極を介して電場の強度を制御して、前記活性層の厚さ方向への前記変動低抵抗領域の深さが制御されてもよい。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域は、前記印加電極を介して電場の印加の時間を制御して、大きさまたは幅が制御されてもよい。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域は、互いに離隔されるように配置された複数の変動低抵抗領域を含んでもよい。

本実施形態では、前記複数の変動低抵抗領域は、前記印加電極から遠く配置された変動低抵抗領域が先に形成され、前記印加電極に近く配置された変動低抵抗領域が後に形成されてもよい。

本実施形態では、前記複数の変動低抵抗領域の１つの変動低抵抗領域を境界として、両側に異なる方向の分極領域が形成されてもよい。

本実施形態では、前記印加電極は、互いに離隔されて複数備えられてもよい。

本実施形態では、前記互いに離隔された複数の印加電極に対応する、複数の分極領域及び複数の変動低抵抗領域を含んでもよい。

本実施形態では、前記印加電極を介して電場を印加する時間を制御して、前記互いに離隔された複数の分極領域が１つの領域で重なり合った領域を含み、それに対応する複数の変動低抵抗領域の１つの領域が互いに重なり合って統合される領域を含んでもよい。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域に隣接するように形成された少なくとも一つの接続電極をさらに含んでもよい。

本実施形態では、前記活性層は、強誘電性材料を含んでもよい。

本実施形態では、前記印加電極は、前記活性層の一面に形成されてもよい。

本実施形態では、前記印加電極は、前記活性層と離隔されるように配置されてもよい。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域は、前記印加電極を介して印加された電場が取り除かれても保持される。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域は、前記印加電極の周辺に形成されてもよい。

本実施形態では、前記変動低抵抗領域は、前記印加電極の周辺に線状形状を含むように形成されてもよい。

前述した以外の他の側面、特徴及び利点は、以下の図面、特許請求の範囲及び発明の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明に係る電流経路範囲制御方法及び電子回路は、様々な用途に容易に適用することができる。

本発明の一実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図である。 図１のIII−III線に沿って切り取った断面図である。 図２のＫの拡大図である。 図１の電子回路に関し、電流経路範囲制御方法を説明するための図面である。 本発明の他の実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図である。 図５のVI−VI線に沿って切り取った断面図である。 図５の電子回路に関し、電流経路範囲制御方法を説明するための図面である。 本発明の一実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図である。 図８のIII−III線に沿って切り取った断面図である。 図８の電子回路の動作を説明するための図面である。 図８の電子回路の動作を説明するための図面である。 図８の電子回路の動作を説明するための図面である。 図８の電子回路の動作を説明するための図面である。 図８の電子回路の動作を説明するための図面である。 本発明の他の実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図である。 図１５のVIII−VIII線に沿って切り取った断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図である。

以下、添付した図面に示した本発明に係る実施形態を参照して、本発明の構成及び作用を詳細に説明する。

本発明は、様々な変換を加えることができ、様々な実施形態を有するが、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明で詳細に説明する。本発明の効果及び特徴、並びにそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、様々な形態に実装可能である。

以下、添付された図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図面を参照して説明するとき、同一または対応する構成要素は、同じ図面符号を付与し、それについての重複説明は省略する。

以下の実施形態では、第１、第２などの用語は、限定的な意味ではなく、一つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用される。

以下の実施形態では、単数の表現は、文脈上明らかに別の方法で意味しない限り、複数の表現を含む。

以下の実施形態では、“含む”または“有する”などの用語は、明細書に記載された特徴または構成要素が存在することを意味するものであり、一つ以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性を予め排除するものではない。

図面では、説明の便宜上、構成要素の大きさが誇張されたり縮小されたりする。例えば、図面に示された各構成要素の大きさ及び厚さは、説明の便宜上、任意に表しているので、本発明は必ずしも図示されたところに限定されない。

以下の実施形態では、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、直交座標系上の三つの軸に限定されず、それらを含む広い意味で解釈される。例えば、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、互いに直交してもよいが、互いに直交しない異なる方向を指すこともある。

ある実施形態が異なって実装可能な場合に、特定の工程順序は、説明される順序と異なって行われることもある。例えば、連続して説明される二つの工程が実質的に同時に行われてもよいし、説明される順序と逆の順序で行われてもよい。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図であり、図２は、図１のIII−III線に沿って切り取った断面図であり、図３は、図２のＫの拡大図である。

図１及び図２を参照すると、本実施形態の電子回路１０は、活性層１１と、印加電極１２と、変動低抵抗領域ＶＬとを含む。

活性層１１は、自発分極性材料を含む。例えば、活性層１１は、絶縁材料を含み、強誘電性材料を含む。すなわち、活性層１１は、電場の存在下で反転可能な自発的な電気分極（電気双極子）を有する材料を含む。

選択的な実施形態として、活性層１１は、ペロブスカイト系物質を含んでもよく、例えば、ＢａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＢｉＦｅ_３、ＰｂＴｉＯ_３、ＰｂＺｒＯ_３、ＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９を含んでもよい。

また、他の例として、活性層１１は、ＡＢＸ３構造であり、Ａは、ＣｎＨ２ｎ＋１のアルキル基、及びペロブスカイト太陽電池の構造の形成が可能な、Ｃｓ、Ｒｕなどの無機物から選択される一つ以上の物質を含み、Ｂは、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＣｅから構成される群から選択される一つ以上の物質を含み、Ｘは、ハロゲン物質を含む。具体例として、活性層１１は、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＩ_３、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＩ_ｘＣｌ_３−ｘ、ＭＡＰｂＩ_３、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＩ_ｘＢｒ_３−ｘ、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＣｌ_ｘＢｒ_３−ｘ、ＨＣ（ＮＨ_２）_２ＰｂＩ_３、ＨＣ（ＮＨ_２）_２ＰｂＩ_ｘＣｌ_３−ｘ、ＨＣ（ＮＨ_２）_２ＰｂＩ_ｘＢｒ_３−ｘ、ＨＣ（ＮＨ_２）_２ＰｂＣｌ_ｘＢｒ_３−ｘ、（ＣＨ_３ＮＨ_３）（ＨＣ（ＮＨ_２）_２）_１−ｙＰｂＩ_３、（ＣＨ_３ＮＨ_３）（ＨＣ（ＮＨ_２）_２）_１−ｙＰｂＩ_ｘＣｌ_３−ｘ、（ＣＨ_３ＮＨ_３）（ＨＣ（ＮＨ_２）_２）_１−ｙＰｂＩ_ｘＢｒ_３−ｘ、または（ＣＨ_３ＮＨ_３）（ＨＣ（ＮＨ_２）_２）_１−ｙＰｂＣｌ_ｘＢｒ_３−ｘ（０≦ｘ、ｙ≦１）を含む。

その他の様々な強誘電性材料を利用して、活性層１１を形成することができるので、これについての全ての例示の説明は省略する。また、活性層１１を形成する際、強誘電性材料にその他の様々な物質をドーピングして、付加的な機能を含むか、または電気的特性の向上を行うこともできる。

活性層１１は、自発分極性を有し、電場の印加によって、分極の程度及び方向を制御することができる。また、活性層１１は、印加された電場が取り除かれても、分極状態を維持することができる。
印加電極１２は、活性層１１に電場を印加するように形成され、例えば、電圧を活性層１１に印加する。
選択的な実施形態として、印加電極１２は、活性層１１の上面に接するように形成されてもよい。

また、印加電極１２は、活性層１１に様々な大きさの電圧を印加し、電圧印加時間が制御できるように形成される。

選択的な実施形態として、印加電極１２は、ゲート電極であってもよい。

例えば、印加電極１２は、電源（図示せず）または電源制御部と電気的に接続されてもよい。

印加電極１２は、様々な材料を含み、導電性の高い材料を含む。例えば、様々な金属を利用して、印加電極１２を形成することができる。

例えば、印加電極１２は、アルミニウム、クロム、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、ネオジム、スカンジウムまたは銅を含有するように形成することができる。または、それらの材料の合金を利用して形成してもよく、それらの材料の窒化物を利用して形成してもよい。

また、選択的な実施形態として、印加電極１２は、積層体構造を含んでもよい。

図示していないが、選択的な実施形態として、印加電極１２と活性層１１との間に、一層以上の絶縁層がさらに配置されてもよい。

変動低抵抗領域ＶＬは、活性層１１に形成された領域であり、かつ電流が流れる領域であり、また、図１に示すように、印加電極１２の周辺に線状形状を有する電流の通路として形成される。

具体的には、変動低抵抗領域ＶＬは、活性層１１の領域のうち、変動低抵抗領域ＶＬと隣接する他の領域よりも電気抵抗が低くなった領域である。

また、印加電極１２を介して変動低抵抗領域ＶＬを形成した後、印加電極１２を介して電場を取り除いても、例えば、電圧を取り除いても、活性層１１の分極状態は維持されるので、変動低抵抗領域ＶＬは保持され、電流の通路を形成した状態を維持することができる。

これにより、様々な電子回路を構成することが可能である。

変動低抵抗領域ＶＬは、高さＨＶＬを有し、当該高さＨＶＬは、活性層１１の全厚に対応する。

当該変動低抵抗領域ＶＬの高さＨＶＬは、印加電極１２を介して電場を印加する際、電場の強度、例えば、電圧の大きさに比例する。少なくとも当該電場の大きさは、活性層１１が有する固有の抗電場よりは大きい。

変動低抵抗領域ＶＬは、印加電極１２を介して、電圧が活性層１１に印加されれば形成される領域であり、印加電極１２の制御によって、変動、例えば、生成、消滅する。
活性層１１は、第１分極方向を有する第１分極領域１１Ｆを含み、変動低抵抗領域ＶＬは、当該第１分極領域１１Ｆの境界に形成される。

また、活性層１１は、第１分極領域１１Ｆに隣接するように、第２分極方向を有する第２分極領域１１Ｒを含み、変動低抵抗領域ＶＬは、当該第２分極領域１１Ｒの境界に形成される。第２方向は、少なくとも第１方向とは異なる方向であり、例えば、第１方向と逆方向であってもよい。

例えば、変動低抵抗領域ＶＬは、第１分極領域１１Ｆと第２分極領域１１Ｒとの間に形成されてもよい。

変動低抵抗領域ＶＬは、一方向の幅ＷＶＬを有し、それは、変動低抵抗領域ＶＬの移動距離に比例するが、それについては後述する。

選択的な実施形態として、このような厚さＴＶＬは、０．１〜０．３ｎｍであってもよい。

図４Ａ〜図４Ｃは、図１の電子回路に関し、電流経路範囲制御方法を説明するための図面である。

図４Ａを参照すると、活性層１１は、第２分極方向を有する第２分極領域１１Ｒを含む。選択的な実施形態として、印加電極１２を介して初期化電場を印加して、図４Ａのような活性層１１の分極状態を形成してもよい。

次に、図４Ｂを参照すると、活性層１１に第１分極領域１１Ｆが形成される。具体例として、印加電極１２の幅に対応するように、印加電極１２と重なり合った領域に、まず、第１分極領域１１Ｆが形成される。

印加電極１２を介して、活性層１１の抗電場よりも大きく、かつ少なくとも活性層１１の全厚に対応するように、第１分極領域１１Ｆの高さＨＶＬが形成可能な程度の大きさの電場を活性層１１に印加する。

このような印加電極１２を介して電場の印加により、活性層１１の第２分極領域１１Ｒの１つの領域に対する分極方向を変えて、第１分極領域１１Ｆに変化することができる。

選択的な実施形態として、第１分極領域１１Ｆの高さＨＶＬ方向への成長速度は非常に速いが、例えば、１ｋｍ／ｓｅｃ（秒）の速度で成長してもよい。

次に、印加電極１２を介して電場を保持し続ければ、すなわち、時間が経てば、第１分極領域１１Ｆは、水平方向Ｈ、すなわち、高さＨＶＬと直交する方向に移動して、その大きさが大きくなる。すなわち、第２分極領域１１Ｒの領域を漸進的に第１分極領域１１Ｆに変換することができる。

選択的な実施形態として、第１分極領域１１Ｆの水平方向Ｈへの成長速度は非常に速いが、例えば、１ｍ／ｓｅｃ（秒）の速度で成長してもよい。

これにより、変動低抵抗領域ＶＬの大きさを制御することが可能であるが、当該大きさは、例えば、変動低抵抗領域ＶＬの幅であり、第１分極領域１１Ｆの成長距離に対応するので、成長速度及び電場保持時間に比例する。例えば、成長距離は、成長速度と電場保持時間との積に比例する。

また、第１分極領域１１Ｆの成長速度は、高さＨＶＬ方向への成長速度と、水平方向Ｈへの成長速度との和に比例する。

したがって、変動低抵抗領域ＶＬの大きさは、電場保持時間を制御して、必要に応じて調節可能である。

具体的には、図４Ｃに示すように、第１分極領域１１Ｆは広がって大きくなり、それによって、変動低抵抗領域ＶＬも、印加電極１２から遠く離れる方向に移動することができる。

本実施形態は、印加電極を介して、活性層に電場を印加し、活性層に第２分極方向と異なる第１分極方向を有する第１分極領域を形成し、当該第１分極領域と第２分極領域との間の境界に該当する変動低抵抗領域を形成することができる。当該変動低抵抗領域は、抵抗が低い領域であり、かつ抵抗が低下した領域であり、電流の通路となることができるので、電子回路を容易に形成することができる。

また、本実施形態は、印加電極を介して電場の大きさを制御して、例えば、電圧の大きさを制御して、変動低抵抗領域の高さを決めることができ、具体的には、活性層の全厚に対応する高さを有するように制御することができる。

また、印加電極を介して電場を保持する時間を制御して、変動低抵抗領域の大きさ、例えば、幅を決めることができる。このような変動低抵抗領域の大きさの制御により、電流のフローの通路の大きさを容易に制御することができる。

また、印加電極を介して電場を取り除いても、分極領域の分極状態は維持されるので、電流の通路を容易に保持することができ、印加電極を介して電場を持続的に保持して、分極領域が拡大すれば、既に形成されていた変動低抵抗領域は、抵抗が低くなり、電流が流れなくなる。

これにより、電流の通路に対する消滅を制御することができ、結果として電流のフローに対する容易な制御が可能である。

本実施形態の電子回路を制御して、様々な用途に使用可能であり、例えば、変動低抵抗領域に接するように一つ以上の電極を接続してもよい。

図５は、本発明の他の実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図であり、図６は、図５のVI−VI線に沿って切り取った断面図である。

図５及び図６を参照すると、本実施形態の電子回路２０は、活性層２１と、印加電極２２と、変動低抵抗領域ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３とを含む。

活性層２１は、自発分極性材料を含む。例えば、活性層２１は、絶縁材料を含み、強誘電性材料を含む。すなわち、活性層２１は、電場の存在下で反転可能な自発的な電気分極（電気双極子）を有する材料を含む。

選択的な実施形態として、活性層２１は、ペロブスカイト系物質を含んでもよく、具体的な説明は、前述した実施形態と同じであるので省略する。

印加電極２２は、活性層２１に電場を印加するように形成され、例えば、電圧を活性層２１に印加する。具体的な内容は、前述した実施形態と同じであるので省略する。
変動低抵抗領域ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３は、第１変動低抵抗領域ＶＬ１と、第２変動低抵抗領域ＶＬ２と、第３変動低抵抗領域ＶＬ３とを含む。

第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、第２変動低抵抗領域ＶＬ２よりも大きい幅を有し、第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、第３変動低抵抗領域ＶＬ３よりも大きい幅を有する。

選択的な実施形態として、第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、第２変動低抵抗領域ＶＬ２の外郭に配置され、第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、第３変動低抵抗領域ＶＬ３の外郭に配置されてもよい。

第１変動低抵抗領域ＶＬ１、第２変動低抵抗領域ＶＬ２及び第３変動低抵抗領域ＶＬ３は、活性層２１に形成された領域であり、かつ電流が流れる領域であり、線状形状を有する電流の通路として形成される。

具体的には、第１変動低抵抗領域ＶＬ１、第２変動低抵抗領域ＶＬ２及び第３変動低抵抗領域ＶＬ３は、活性層２１の領域のうち、第１変動低抵抗領域ＶＬ１、第２変動低抵抗領域ＶＬ２及び第３変動低抵抗領域ＶＬ３と隣接する他の領域よりも電気抵抗が低くなった領域である。

また、印加電極２２を介して第１変動低抵抗領域ＶＬ１、第２変動低抵抗領域ＶＬ２及び第３変動低抵抗領域ＶＬ３を形成した後、印加電極２２を介して電場を取り除いても、例えば、電圧を取り除いても、活性層２１の分極状態は維持されるので、第１変動低抵抗領域ＶＬ１、第２変動低抵抗領域ＶＬ２及び第３変動低抵抗領域ＶＬ３は保持され、電流の通路を形成した状態を維持することができる。

これにより、様々な電子回路を構成することが可能である。

変動低抵抗領域ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３は、高さＨＶＬを有し、当該高さＨＶＬは、活性層２１の全厚に対応する。

活性層２１は、第１分極方向を有する第１分極領域２１Ｆ１、２１Ｆ２、２１Ｆ３を含み、変動低抵抗領域ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３は、当該第１分極領域２１Ｆ１、２１Ｆ２、２１Ｆ３の境界に形成される。

また、活性層２１は、第１分極領域２１Ｆ１、２１Ｆ２、２１Ｆ３に隣接するように、第２分極方向を有する第２分極領域２１Ｒ１、２１Ｒ２を含み、変動低抵抗領域ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３は、当該第２分極領域２１Ｒ１、２１Ｒ２の境界に形成される。第２方向は、少なくとも第１方向とは異なる方向であり、例えば、第１方向と逆方向であってもよい。

例えば、第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、第１分極領域２１Ｆ１と第２分極領域２１Ｒ１との間に形成される。

また、第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、第１分極領域２１Ｆ１と第２分極領域２１Ｒ２との間に形成される。

さらに、第３変動低抵抗領域ＶＬ３は、第１分極領域２１Ｆ３と第２分極領域２１Ｒ２との間に形成される。

図７Ａ〜図７Ｄは、図５の電子回路に関し、電流経路範囲制御方法を説明するための図面である。

図７Ａを参照すると、活性層２１は、第２分極方向を有する第２分極領域２１Ｒを含む。選択的な実施形態として、印加電極２２を介して初期化電場を印加して、図７Ａのような活性層２１の分極状態を形成してもよい。

次に、図７Ｂを参照すると、活性層２１に第１分極領域２１Ｆが形成される。具体例として、印加電極２２の幅に対応するように、印加電極２２と重なり合った領域に、まず、第１分極領域２１Ｆが形成された後、水平方向に成長して、図７Ｂのような状態を形成することができる。また、図７Ａの第２分極領域２１Ｒは縮小して、図７Ｂのような形態の第２分極領域２１Ｒ１に変わり得る。
第１分極領域２１Ｆと第２分極領域２１Ｒ１との間に、第１変動低抵抗領域ＶＬ１が形成される。

次に、図７Ｃを参照すると、図７Ｂと逆方向の電場を印加して、第１分極領域２１Ｆの一部の領域の分極方向を、第２方向の分極方向を有する第２分極領域２１Ｒ２に変換する。例えば、第１分極領域２１Ｆの第１分極方向と逆方向である第２方向の分極方向を有する第２分極領域２１Ｒ２が形成される。

また、これにより、図７Ｂの第１分極領域２１Ｆは縮小して、図７Ｃのような形態の第１分極領域２１Ｆ１に変わり得る。

前記第２分極領域２１Ｒ２と第１分極領域２１Ｆ１との間に、第２変動低抵抗領域ＶＬ２が形成される。

このような分極状態を維持するので、第１変動低抵抗領域ＶＬ１はそのまま保持されることができる。

次に、図７Ｄを参照すると、図７Ｃと逆方向の電場を印加して、第２分極領域２１Ｒ２の一部の領域の分極方向を、第１方向の分極方向を有する第１分極領域２１Ｆ３に変換する。例えば、第２分極領域２１Ｒ２の第２分極方向と逆方向である第１方向の分極方向を有する第１分極領域２１Ｆ３が形成される。

また、これにより、図７Ｃの第２分極領域２１Ｒ２は縮小して、図７Ｄのような形態の第２分極領域２１Ｒ２に変わり得る。

前記第２分極領域２１Ｒ２と第１分極領域２１Ｆ３との間に、第３変動低抵抗領域ＶＬ３が形成される。

このような分極状態を維持するので、第１変動低抵抗領域ＶＬ１及び第２変動低抵抗領域ＶＬ２はそのまま保持され、かつ第３変動低抵抗領域ＶＬ３が追加される。

本実施形態は、印加電極を介して、活性層に電場を印加し、活性層に第２分極方向と異なる第１分極方向を有する第１分極領域を形成し、当該第１分極領域と第２分極領域との間の境界に該当する変動低抵抗領域を形成することができる。当該変動低抵抗領域は、抵抗が低い領域であり、かつ抵抗が低下した領域であり、電流の通路となることができるので、電子回路を容易に形成することができる。

また、本実施形態は、印加電極を介して電場の大きさを制御し、電場の方向を制御することができ、これにより、活性層に対して、複数の第１分極領域、または複数の第２分極領域を形成することができる。

当該複数の第１分極領域、または複数の第２分極領域の間の境界線には、複数の変動低抵抗領域を形成することができる。当該複数の変動低抵抗領域それぞれは、電流の通路を形成することができるので、様々な形態と用途の電子回路を容易に生成及び制御することが可能である。

図８は、本発明の一実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図であり、図９は、図８のIII−III線に沿って切り取った断面図である。

図８及び図９を参照すると、本実施形態の電子回路１００は、活性層１１０と、印加電極１２０と、変動低抵抗領域ＶＬと、一つ以上の接続電極部１３１、１３２とを含む。

活性層１１０は、自発分極性材料を含む。例えば、活性層１１０は、絶縁材料を含み、強誘電性材料を含む。すなわち、活性層１１０は、電場の存在下で反転可能な自発的な電気分極（電気双極子）を有する材料を含む。

選択的な実施形態として、活性層１１０は、ペロブスカイト系物質を含んでもよく、例えば、ＢａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＢｉＦｅ_３、ＰｂＴｉＯ_３、ＰｂＺｒＯ_３、ＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９を含んでもよい。

また、他の例として、活性層１１０は、ＡＢＸ３構造であり、Ａは、ＣｎＨ２ｎ＋１のアルキル基、及びペロブスカイト太陽電池の構造の形成が可能な、Ｃｓ、Ｒｕなどの無機物から選択される一つ以上の物質を含み、Ｂは、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＣｅから構成される群から選択される一つ以上の物質を含み、Ｘは、ハロゲン物質を含む。具体例として、活性層１１０は、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＩ_３、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＩ_ｘＣｌ_３−ｘ、ＭＡＰｂＩ_３、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＩ_ｘＢｒ_３−ｘ、ＣＨ_３ＮＨ_３ＰｂＣｌ_ｘＢｒ_３−ｘ、ＨＣ（ＮＨ_２）_２ＰｂＩ_３、ＨＣ（ＮＨ_２）_２ＰｂＩ_ｘＣｌ_３−ｘ、ＨＣ（ＮＨ_２）_２ＰｂＩ_ｘＢｒ_３−ｘ、ＨＣ（ＮＨ_２）_２ＰｂＣｌ_ｘＢｒ_３−ｘ、（ＣＨ_３ＮＨ_３）（ＨＣ（ＮＨ_２）_２）_１−ｙＰｂＩ_３、（ＣＨ_３ＮＨ_３）（ＨＣ（ＮＨ_２）_２）_１−ｙＰｂＩ_ｘＣｌ_３−ｘ、（ＣＨ_３ＮＨ_３）（ＨＣ（ＮＨ_２）_２）_１−ｙＰｂＩ_ｘＢｒ_３−ｘ、または（ＣＨ_３ＮＨ_３）（ＨＣ（ＮＨ_２）_２）_１−ｙＰｂＣｌ_ｘＢｒ_３−ｘ（０≦ｘ、ｙ≦１）を含む。

その他の様々な強誘電性材料を利用して、活性層１１０を形成することができるので、これについての全ての例示の説明は省略する。また、活性層１１０を形成する際、強誘電性材料にその他の様々な物質をドーピングして、付加的な機能を含むか、または電気的特性の向上を行うこともできる。

活性層１１０は、自発分極性を有し、電場の印加によって、分極の程度及び方向を制御することができる。また、活性層１１０は、印加された電場が取り除かれても、分極状態を維持することができる。

印加電極１２０は、活性層１１０に電場を印加するように形成され、例えば、電圧を活性層１１０に印加する。

選択的な実施形態として、印加電極１２０は、活性層１１０の上面に接するように形成されてもよい。

また、印加電極１２０は、活性層１１０に様々な大きさの電圧を印加し、電圧印加時間が制御できるように形成される。

選択的な実施形態として、印加電極１２０は、ゲート電極であってもよい。

例えば、印加電極１２０は、電源（図示せず）または電源制御部と電気的に接続されてもよい。
印加電極１２０は、様々な材料を含み、導電性の高い材料を含む。例えば、様々な金属を利用して、印加電極１２０を形成することができる。

例えば、印加電極１２０は、アルミニウム、クロム、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、ネオジム、スカンジウムまたは銅を含有するように形成することができる。または、それらの材料の合金を利用して形成してもよく、それらの材料の窒化物を利用して形成してもよい。

また、選択的な実施形態として、印加電極１２０は、積層体構造を含んでもよい。
接続電極部１３１、１３２は、一つ以上の電極部材を含み、例えば、第１接続電極部材１３１及び第２接続電極部材１３２を含む。

接続電極部１３１、１３２は、活性層１１０上に形成され、例えば、活性層１１０の上面に印加電極１２０と離隔されるように形成され、選択的な実施形態として、活性層１１０と接するように形成されてもよい。

第１接続電極部材１３１及び第２接続電極部材１３２は、様々な導電性材料を利用して形成することができる。例えば、第１接続電極部材１３１及び第２接続電極部材１３２は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデンまたはタングステンを含有するように形成することができる。
選択的な実施形態として、第１接続電極部材１３１及び第２接続電極部材１３２は、複数の導電層を積層した構造を含んでもよい。

選択的な実施形態として、第１接続電極部材１３１及び第２接続電極部材１３２は、導電性の金属酸化物を利用して形成してもよく、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム−酸化スズ合金（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２）、または酸化インジウム−酸化亜鉛合金（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＺｎＯ）を含有するように形成してもよい。

選択的な実施形態として、接続電極部１３１、１３２は、電気的信号の入出力を含む端子部材であってもよい。

また、具体例として、接続電極部１３１、１３２の第１接続電極部材１３１及び第２接続電極部材１３２は、ソース電極またはドレイン電極を含む。
図１０〜図１４は、図８の電子回路の動作を説明するための図面である。

図１０は、印加電極１２０を介して、第１電場が印加された状態を示す図面であり、図１１は、図１０のIV−IV線に沿って切り取った断面図であり、図１２は、図１１のＫの拡大図である。

図１０〜図１２を参照すると、印加電極１２０を介して、第１電場が活性層１１０に印加されれば、活性層１１０の少なくとも１つの領域は、分極領域１１０Ｆを含む。

当該分極領域１１０Ｆは、印加電極１２０を中心に、印加電極１２０を取り囲む形態である。分極領域１１０Ｆは、境界線を有する。

第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、当該境界線の側面に対応する領域に形成される。図３を参照すると、印加電極１２０を中心に、印加電極１２０を取り囲む線状形状に形成される。

例えば、第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、印加電極１２０を取り囲むように、一方向に第１幅ＷＶＬ１を有する。

また、第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、分極領域１１０Ｆの境界線の側面の全体に対応するように形成され、分極領域１１０Ｆの側面から遠くなる方向に厚さＴＶＬ１を有する。

選択的な実施形態として、当該厚さＴＶＬ１は、０．１〜０．３ｎｍであってもよい。

選択的な実施形態として、印加電極１２０を介して、第１電圧が活性層１１０に印加される前に、初期化電場を活性層１１０に印加するプロセスを実行してもよい。

このような初期化電場を活性層１１０に印加するプロセスにより、活性層１１０の領域を、分極領域１１０Ｆとは異なる方向の分極、例えば、逆方向の分極領域にいずれも切り替えるステップを含むことができる。

次に、それと逆方向の電場を印加して、１つの領域に分極領域１１０Ｆを形成することができる。

活性層１１０の分極領域１１０Ｆの境界に形成された第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、活性層１１０の他の領域に比べて、抵抗が低い領域に変化することができる。例えば、第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、活性層１１０の分極領域１１０Ｆ、及び第１変動低抵抗領域ＶＬ１の周辺の活性層１１０の領域よりも低い抵抗を有する。

これにより、第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、電流の通路を形成することができる。

選択的な実施形態として、第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、活性層１１０に備えられた複数のドメインウォールの１つの領域に対応してもよい。

また、当該第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、活性層１１０の分極領域１１０Ｆの分極状態が維持されれば、保持され続ける。すなわち、印加電極１２０を介して、活性層１１０に印加された第１電圧を取り除いても、第１変動低抵抗領域ＶＬ１の状態、すなわち、低抵抗状態を維持することができる。

図１０及び図１１に示すように、第１変動低抵抗領域ＶＬ１を介して、電流の通路が形成される。但し、接続電極部１３１、１３２が第１変動低抵抗領域ＶＬ１に対応しないので、接続電極部１３１、１３２を介して電流のフローは生じないこともある。

図１３は、印加電極１２０を介して、第１電場を一定の時間さらに維持した状態を示す図面であり、図１４は、図１３のVII−VII線に沿って切り取った断面図である。

図１３及び図１４を参照すると、印加電極１２０を介して第１電場の維持時間が長くなり、図１１及び図１２の分極領域１１０Ｆが水平方向に移動して、分極領域１１０Ｆが大きくなり、それによって、第１変動低抵抗領域ＶＬ１よりも大きい第２変動低抵抗領域ＶＬ２が形成される。

例えば、図１１及び図１２において印加した電圧を一定の時間維持して、図１３及び図１４のような構造を形成することができる。

分極領域１１０Ｆは、印加電極１２０を中心に、印加電極１２０を取り囲む形態である。分極領域１１０Ｆは、境界線を有する。第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、当該分極領域１１０Ｆの境界線の側面に対応する領域に形成される。図１３を参照すると、印加電極１２０を中心に、印加電極１２０を取り囲む線状形状に形成される。

例えば、第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、印加電極１２０を取り囲むように、一方向に第２幅ＷＶＬ２を有し、第２幅ＷＶＬ２は、第１幅ＷＶＬ１よりも広い。

また、第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、分極領域１１０Ｆの境界線の側面の全体に対応するように形成され、分極領域１１０Ｆの側面から遠くなる方向に厚さを有し、選択的な実施形態として、当該厚さは、０．１〜０．３ｎｍであってもよい。

活性層１１０の分極領域１１０Ｆの境界に形成された第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、活性層１１０の他の領域に比べて、抵抗が低い領域に変化することができる。例えば、第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、活性層１１０の分極領域１１０Ｆ、及び第２変動低抵抗領域ＶＬ２の周辺の活性層１１０の領域よりも低い抵抗を有する。

これにより、第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、電流の通路を形成することができる。

選択的な実施形態として、第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、活性層１１０に備えられた複数のドメインウォールの１つの領域に対応してもよい。

また、当該第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、活性層１１０の分極領域１１０Ｆの分極状態が維持されれば、保持され続ける。すなわち、印加電極１２０を介して、活性層１１０に印加された第２電圧を取り除いても、第２変動低抵抗領域ＶＬ２の状態、すなわち、低抵抗状態を維持することができる。

したがって、第２変動低抵抗領域ＶＬ２を介して、電流の通路が形成される。

また、具体例として、接続電極部１３１、１３２が第２変動低抵抗領域ＶＬ２に対応するように形成され、例えば、接続電極部１３１、１３２の第１接続電極部材１３１及び第２接続電極部材１３２が互いに離隔されたまま、第２変動低抵抗領域ＶＬ２の上面と接するように配置されてもよい。

これにより、接続電極部１３１、１３２の第１接続電極部材１３１及び第２接続電極部材１３２を介して、電流が流れる。

また、様々な電気的信号を発生することができる。例えば、図１３及び図１４の状態における電場をさらに持続的に印加する場合、すなわち、印加時間が増加する場合、第２変動低抵抗領域ＶＬ２はさらに移動して、第１接続電極部材１３１及び第２接続電極部材１３２から離脱することとなる。それによって、第１接続電極部材１３１及び第２接続電極部材１３２を介して、電流が流れないことがある。

また、選択的な実施形態として、活性層１１０の全体に対する初期化プロセスを行ってもよい。

次に、再び印加電極１２０を介して、活性層１１０に電場を印加する場合、接続電極部１３１、１３２の第１接続電極部材１３１及び第２接続電極部材１３２に電流が流れることとなる。

本実施形態の電子回路は、印加電極を介して、活性層に様々な大きさの電圧を印加することができ、印加される時間を制御することができる。

これにより、所望の大きさの領域で活性層に分極領域を形成することができ、当該分極領域の境界に変動低抵抗領域を形成することができる。

当該変動低抵抗領域に対応するように、例えば、接するように接続電極部を形成する場合、接続電極部を介して電流が流れ、電圧を取り除いても、強誘電性材料を含有する活性層は、分極状態を維持することができ、それによって、その境界の変動低抵抗領域も保持されるので、電流は流れ続けることができる。

また、変動低抵抗領域を分極領域に変えるように、印加電極を介して、電圧を活性層に印加することができ、これにより電流が流れていた接続電極部には電流が流れなくなる。

このような印加電極の電圧を制御して、電流のフローを制御することができ、このような電流のフローの制御により、電子回路は様々な用途に利用可能である。

選択的な実施形態として、電子回路は、メモリとして使用してもよい。

例えば、電流が流れることを１、流れないことを０と定義して、メモリとして使用でき、具体例として、電圧が取り除かれても電流が流れるところ、不揮発性メモリとしても使用できる。

また、電子回路は、様々な信号を生成して伝達する回路部を構成し、スイッチング素子としても使用できる。

さらに、その他に電気的信号の制御を要する部分に簡単な構造で適用することができるので、可変回路、ＣＰＵ、バイオチップなど様々な分野に適用可能である。

図１５は、本発明の他の実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図であり、図１６は、図１５のVIII−VIII線に沿って切り取った断面図である。

図１５及び図１６を参照すると、本実施形態の電子回路２００は、活性層２１０と、印加電極２２０と、変動低抵抗領域ＶＬと、接続電極部２３１、２３２とを含む。
説明の便宜上、前述した実施形態と相異なる点を中心に説明する。

活性層２１０は、自発分極性材料を含む。例えば、活性層２１０は、絶縁材料を含み、強誘電性材料を含む。すなわち、活性層２１０は、電場の存在下で反転可能な自発的な電気分極（電気双極子）を有する材料を含む。

活性層２１０を形成する材料についての説明は、前述した実施形態で説明したものと同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。

印加電極２２０は、活性層２１０に電場を印加するように形成され、例えば、電圧を活性層２１０に印加する。
選択的な実施形態として、印加電極２２０は、活性層２１０の上面に接するように形成されてもよい。

印加電極２２０を形成する材料についての説明は、前述した実施形態で説明したものと同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。

接続電極部２３１、２３２は、一つ以上の電極部材を含み、例えば、第１接続電極部材２３１及び第２接続電極部材２３２を含む。

接続電極部２３１、２３２は、活性層２１０上に形成され、例えば、印加電極２２０と離隔されるように、活性層２１０の面のうち、印加電極２２０が形成された面の反対面に形成される。

印加電極２２０は、活性層２１０の上面に、接続電極部２３１、２３２は、活性層２１０の下面に形成される。

選択的な実施形態として、接続電極部２３１、２３２は、活性層２１０と接するように形成されてもよい。

第１接続電極部材２３１及び第２接続電極部材２３２は、様々な導電性材料を利用して形成することができる。

第１接続電極部材２３１及び第２接続電極部材２３２を形成する材料についての説明は、前述した実施形態で説明したものと同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。

図１６を参照すると、印加電極２２０を介して、電圧が活性層２１０に印加されれば、活性層２１０の少なくとも１つの領域は、分極領域２１０Ｆを含む。

変動低抵抗領域ＶＬは、当該分極領域２１０Ｆの境界線の側面に対応する領域に形成され、図１５を参照すると、印加電極２２０を中心に、印加電極２２０を取り囲む線状形状に形成される。

例えば、変動低抵抗領域ＶＬは、印加電極２２０を取り囲むように、一方向に幅を有する。

また、変動低抵抗領域ＶＬは、分極領域２１０Ｆの境界線の側面の全体に対応するように形成され、分極領域２１０Ｆの側面から遠くなる方向に厚さを有し、選択的な実施形態として、当該厚さは、０．１〜０．３ｎｍであってもよい。

活性層２１０の分極領域２１０Ｆの境界に形成された変動低抵抗領域ＶＬは、活性層２１０の他の領域に比べて、抵抗が低い領域に変化することができる。例えば、変動低抵抗領域ＶＬは、活性層２１０の分極領域２１０Ｆ、及び変動低抵抗領域ＶＬの周辺の活性層２１０の領域よりも低い抵抗を有する。

これにより、変動低抵抗領域ＶＬは、電流の通路を形成することができる。

選択的な実施形態として、変動低抵抗領域ＶＬは、活性層２１０に備えられた複数のドメインウォールの１つの領域に対応してもよい。

また、当該変動低抵抗領域ＶＬは、活性層２１０の分極領域２１０Ｆの分極状態が維持されれば、保持され続ける。すなわち、印加電極２２０を介して、活性層２１０に印加された電圧を取り除いても、変動低抵抗領域ＶＬの状態、すなわち、低抵抗状態を維持することができる。
したがって、変動低抵抗領域ＶＬを介して、電流の通路が形成される。

また、具体例として、接続電極部２３１、２３２が変動低抵抗領域ＶＬに対応するように形成され、例えば、接続電極部２３１、２３２の第１接続電極部材２３１及び第２接続電極部材２３２が互いに離隔されたまま、変動低抵抗領域ＶＬの下面と接するように配置されてもよい。

これにより、接続電極部２３１、２３２の第１接続電極部材２３１及び第２接続電極部材２３２を介して、電流が流れる。

本実施形態の電子回路は、印加電極を介して、活性層に様々な大きさの電圧を印加することができ、印加される時間を制御することができる。

これにより、所望の大きさの領域で活性層に分極領域を形成することができ、当該分極領域の境界に変動低抵抗領域を形成することができる。

また、活性層の一面に印加電極を形成し、他面に接続電極部を形成して、電子回路の精密なパターニング及び微細化を容易に行うことができる。

図１７は、本発明のさらに他の実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図である。

図１７を参照すると、本実施形態の電子回路６００は、活性層６１０、第１及び第２印加電極６２１、６２２、第１及び第２変動低抵抗領域ＶＬ１、ＶＬ２、並びに接続電極部６３１、６３２、６４１、６４２を含む。

活性層６１０は、自発分極性材料を含む。例えば、活性層６１０は、絶縁材料を含み、強誘電性材料を含む。すなわち、活性層６１０は、電場の存在下で反転可能な自発的な電気分極（電気双極子）を有する材料を含む。

活性層６１０を形成する材料についての説明は、前述した実施形態で説明したものと同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。

第１及び第２印加電極６２１、６２２は、活性層６１０に電場を印加するように形成され、例えば、電圧を活性層６１０に印加する。

選択的な実施形態として、第１及び第２印加電極６２１、６２２は、活性層６１０の上面に接するように形成され、第１印加電極６２１及び第２印加電極６２２は、互いに離隔されるように配置されてもよい。

第１及び第２印加電極６２１、６２２を形成する材料についての説明は、前述した実施形態で説明した印加電極と同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。

接続電極部６３１、６３２、６４１、６４２は、一つ以上の電極部材を含み、例えば、第１接続電極部材６３１、第２接続電極部材６３２、第３接続電極部材６４１及び第４接続電極部材６４２を含む。

接続電極部６３１、６３２、６４１、６４２は、活性層６１０上に形成され、例えば、活性層６１０の上面に印加電極６２０と離隔されるように形成され、選択的な実施形態として、活性層６１０と接するように形成されてもよい。

第１接続電極部材６３１、第２接続電極部材６３２、第３接続電極部材６４１及び第４接続電極部材６４２は、様々な導電性材料を利用して形成することができる。

第１接続電極部材６３１、第２接続電極部材６３２、第３接続電極部材６４１及び第４接続電極部材６４２は、前述した実施形態における接続電極部についての説明と同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。
図１７は、第１及び第２印加電極６２１、６２２を介して、第１電場が印加された状態を示す図面である。

図１７を参照すると、第１印加電極６２１を介して、第１電圧が活性層６１０に印加されれば、活性層６１０の少なくとも１つの領域は、分極領域（例えば、ＶＬ１の内側領域）を含む。

当該活性層６１０の分極領域は、第１印加電極６２１を中心に、印加電極６２０を取り囲む形態である。すなわち、第１変動低抵抗領域ＶＬ１の内側領域が、活性層６１０の分極領域に対応する。

第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、当該境界線の側面に対応する領域に形成される。図１７を参照すると、印加電極６２０を中心に、印加電極６２０を取り囲む線状形状に形成される。

また、第１変動低抵抗領域ＶＬ１は、活性層６１０の分極領域の境界線の側面の全体に対応するように形成され、分極領域の側面から遠くなる方向に厚さを有する。
選択的な実施形態として、当該厚さは、０．１〜０．３ｎｍであってもよい。

図１７を参照すると、第２印加電極６２２を介して、第１電場が活性層６１０に印加されれば、活性層６１０の少なくとも１つの領域は、分極領域（例えば、ＶＬ２の内側領域）を含む。

当該活性層６１０の分極領域は、第２印加電極６２２を中心に、印加電極６２０を取り囲む形態である。すなわち、第２変動低抵抗領域ＶＬ２の内側領域が、活性層６１０の分極領域に対応する。

第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、当該境界線の側面に対応する領域に形成される。図１７を参照すると、印加電極６２０を中心に、印加電極６２０を取り囲む線状形状に形成される。

また、第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、活性層６１０の分極領域の境界線の側面の全体に対応するように形成され、分極領域の側面から遠くなる方向に厚さを有する。

選択的な実施形態として、当該厚さは、０．１〜０．３ｎｍであってもよい。

第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、第１変動低抵抗領域ＶＬ１と離隔されるように形成される。

例えば、第１変動低抵抗領域ＶＬ１及び第２変動低抵抗領域ＶＬ２は、それぞれ多角形または閉曲線のような形態を有する。

第１及び第２変動低抵抗領域ＶＬ１、ＶＬ２は、それぞれ電流の通路を形成することができる。

第１変動低抵抗領域ＶＬ１を介して、電流の通路が形成され、接続電極部６３１、６３２が第１変動低抵抗領域ＶＬ１に対応して、接続電極部６３１、６３２を介して電流のフローが発生する。

また、第２変動低抵抗領域ＶＬ２を介して、電流の通路が形成され、接続電極部６４１、６４２が第２変動低抵抗領域ＶＬ２に対応して、接続電極部６４１、６４２を介して電流のフローが発生する。

すなわち、第１及び第２印加電極６２１、６２２を介して電圧の印加を制御すると共に、各領域別に相異なる電流の通路を形成することができる。

選択的な実施形態として、第１接続電極部材６３１及び第２接続電極部材６３２の形成位置を、第３接続電極部材６４１及び第４接続電極部材６４２の形成位置を互いに対向するように配置し、電流の通路の位置が区別されるように制御してもよい。

本実施形態の電子回路は、印加電極を介して、活性層に様々な大きさの電圧を印加することができ、印加される時間を制御することができる。

これにより、所望の大きさの領域で活性層に分極領域を形成することができ、当該分極領域の境界に第１変動低抵抗領域及び第２変動低抵抗領域を形成することができる。

当該第１変動低抵抗領域及び第２変動低抵抗領域に対応するように、例えば、接するように接続電極部を形成する場合、接続電極部を介して電流が流れ、電圧を取り除いても、強誘電性材料を含有する活性層は、分極状態を維持することができ、それによって、その境界の変動低抵抗領域も保持されるので、電流は流れ続けることができる。

また、変動低抵抗領域を分極領域に変えるように、印加電極を介して、電圧を活性層に印加することができ、これにより電流が流れていた接続電極部には電流が流れなくなる。

このような印加電極の電圧を制御して、電流のフローを制御することができ、このような電流のフローの制御により、電子回路は様々な用途に利用可能である。

また、第１変動低抵抗領域及び第２変動低抵抗領域の二つの電流の通路を形成することができるので、様々な信号の発生及び利用を容易にすることができる。

図１８は、本発明のさらに他の実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図である。

図１８を参照すると、本実施形態の電子回路７００は、活性層７１０、第１及び第２印加電極７２１、７２２、変動低抵抗領域ＶＬ、並びに接続電極部７３１、７３２、７４１、７４２を含む。

活性層７１０は、自発分極性材料を含む。例えば、活性層７１０は、絶縁材料を含み、強誘電性材料を含む。すなわち、活性層７１０は、電場の存在下で反転可能な自発的な電気分極（電気双極子）を有する材料を含む。

活性層７１０を形成する材料についての説明は、前述した実施形態で説明したものと同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。

第１及び第２印加電極７２１、７２２は、活性層７１０に電場を印加するように形成され、例えば、電圧を活性層７１０に印加する。

選択的な実施形態として、第１及び第２印加電極７２１、７２２は、活性層７１０の上面に接するように形成され、第１印加電極７２１及び第２印加電極７２２は、互いに離隔されるように配置されてもよい。

第１及び第２印加電極７２１、７２２を形成する材料についての説明は、前述した実施形態で説明した印加電極と同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。

接続電極部７３１、７３２、７４１、７４２は、一つ以上の電極部材を含み、例えば、第１接続電極部材７３１、第２接続電極部材７３２、第３接続電極部材７４１及び第４接続電極部材７４２を含む。

接続電極部７３１、７３２、７４１、７４２は、活性層７１０上に形成され、例えば、活性層７１０の上面に印加電極７２０と離隔されるように形成され、選択的な実施形態として、活性層７１０と接するように形成されてもよい。

第１接続電極部材７３１、第２接続電極部材７３２、第３接続電極部材７４１及び第４接続電極部材７４２は、様々な導電性材料を利用して形成することができる。

第１接続電極部材７３１、第２接続電極部材７３２、第３接続電極部材７４１及び第４接続電極部材７４２は、前述した実施形態における接続電極部についての説明と同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。

図１８は、第１及び第２印加電極７２１、７２２を介して、第２電場が印加された状態を示す図面である。

選択的な実施形態として、図１８は、図１７の構造と同じであり、第１及び第２印加電極７２１、７２２を介して、第１電場を図１７の状態よりもさらに維持したものであってもよい。具体例として、図１７において形成された二つの分極領域が互いに重なり合って統合されたものであり、これにより、変動低抵抗領域ＶＬも変形されたことが見られる。

これにより、変動低抵抗領域も重なり合わない、一つの変動低抵抗領域ＶＬを形成することができる。

変動低抵抗領域ＶＬは、長く延びて、活性層７１０の一側面及びそれと対向する他の側面に対応する。

変動低抵抗領域ＶＬは、電流の通路を形成することができる。

接続電極部７３１、７４１が変動低抵抗領域ＶＬの一つの線に対応して、電流のフローが発生する。

また、接続電極部７３２、７４２が変動低抵抗領域ＶＬの一つの線に対応して、電流のフローが発生する。

これにより、活性層７１０の領域のうち、第１印加電極７２１及び第２印加電極７２２を中心に置いて、両側にそれぞれ電流のフローが発生する。

本実施形態の電子回路は、複数の印加電極を介して、活性層に様々な大きさの電圧を印加することができ、印加される時間を制御することができる。

これにより、所望の大きさの領域で活性層に分極領域を形成することができ、当該分極領域を重なり合うように制御することができる。

このように重なり合った大きさの分極領域の境界に変動低抵抗領域を形成し、活性層の側面に対応するように形成することができる。

当該変動低抵抗領域を介して、活性層の様々な領域に対して、電流のフローを形成することができる。

図１９は、本発明のさらに他の実施形態に係る電子回路を示す概略的な平面図である。

図１９を参照すると、本実施形態の電子回路８００は、活性層８１０、第１、第２及び第３印加電極８２１、８２２、８２３、変動低抵抗領域ＶＬ、並びに接続電極部８３１、８３２を含む。

活性層８１０は、自発分極性材料を含む。例えば、活性層８１０は、絶縁材料を含み、強誘電性材料を含む。すなわち、活性層８１０は、電場の存在下で反転可能な自発的な電気分極（電気双極子）を有する材料を含む。

活性層８１０を形成する材料についての説明は、前述した実施形態で説明したものと同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。

第１、第２及び第３印加電極８２１、８２２、８２３は、活性層８１０に電場を印加するように形成され、例えば、電圧を活性層８１０に印加する。

選択的な実施形態として、第１、第２及び第３印加電極８２１、８２２、８２３は、活性層８１０の上面に接するように形成され、第１印加電極８２１、第２印加電極８２２及び第３印加電極８２３は、互いに離隔されるように配置されてもよい。

第１、第２及び第３印加電極８２１、８２２、８２３を形成する材料についての説明は、前述した実施形態で説明した印加電極と同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。

接続電極部８３１、８３２は、一つ以上の電極部材を含み、例えば、第１接続電極部材８３１及び第２接続電極部材８３２を含む。

接続電極部８３１、８３２は、活性層８１０上に形成され、例えば、活性層８１０の上面に印加電極８２０と離隔されるように形成され、選択的な実施形態として、活性層８１０と接するように形成されてもよい。

第１接続電極部材８３１及び第２接続電極部材８３２は、様々な導電性材料を利用して形成することができる。第１接続電極部材８３１及び第２接続電極部材８３２は、前述した実施形態における接続電極部についての説明と同じであるか、またはそれを変形して適用可能であるので、具体的な説明は省略する。

図１９は、第１、第２及び第３印加電極８２１、８２２、８２３を介して、電場が印加された状態を示す図面である。

例えば、図１９を参照すると、第１印加電極８２１を介して、電圧が活性層８１０に印加され、第２印加電極８２２を介して、電圧が活性層８１０に印加され、第３印加電極８２３を介して、電圧が活性層８１０に印加された状態を示すものである。

第１印加電極８２１を介して分極領域、第２印加電極８２２を介して分極領域、及び第３印加電極８２２が重なり合わない、これにより変動低抵抗領域も重なり合って、一つの変動低抵抗領域ＶＬを形成することができる。

選択的な実施形態として、一つの変動低抵抗領域ＶＬの内側の領域は、第１印加電極８２１を介して分極領域、第２印加電極８２２を介して分極領域、及び第３印加電極８２２が重なり合った領域であってもよい。

変動低抵抗領域ＶＬは、電流の通路を形成することができる。

接続電極部８３１、８３２が変動低抵抗領域ＶＬに対応して、電流のフローが発生する。

本実施形態の電子回路は、複数の印加電極を介して、活性層に様々な大きさの電圧を印加することができ、印加される時間を制御することができる。

これにより、所望の大きさの領域で活性層に分極領域を形成することができ、当該分極領域を重なり合うように制御することができる。

このように重なり合った大きさの分極領域の境界に変動低抵抗領域を形成し、活性層の側面に対応するように形成することができる。

当該変動低抵抗領域を介して、活性層の様々な領域に対して、電流のフローを形成することができる。

このように、本発明は、図面に示した実施形態を参考にして説明したが、それは、例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、それから様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められなければならない。

実施形態で説明する特定の実施は、一実施形態であり、いかなる方法でも実施形態の範囲を限定するものではない。また、“必須な”、“重要に”のような具体的な断りがなければ、必ずしも本発明の適用のために必要な構成要素ではないことがある。

実施形態の明細書（特に、特許請求の範囲）において、“前記”の用語及びそれと類似した指示用語の使用は、単数及び複数の両方に該当するものである。また、実施形態において、範囲（range）を記載した場合、前記範囲に属する個別的な値を適用した発明を含むものであり（それに反する記載がなければ）、詳細な説明に前記範囲を構成する各個別的な値を記載したものと同じである。最後に、実施形態による方法を構成するステップについて、明らかに順序を記載するか、または反する記載がなければ、前記ステップは、適当な順序で行われる。必ずしも前記ステップの記載順序によって、実施形態が限定されるものではない。実施形態において、全ての例または例示的な用語（例えば、など）の使用は、単に実施形態を詳細に説明するためのものであり、特許請求の範囲によって限定されない限り、前記の例または例示的な用語によって、実施形態の範囲が限定されるものではない。また、当業者は、様々な修正、組み合わせ及び変更が付加された特許請求の範囲、またはその均等物の範疇内で、設計条件及びファクターによって構成されることが分かる。

産業上利用可能性

本発明の一実施形態は、電場を利用した電流経路範囲制御方法であって、自発分極性材料を含む活性層、及び前記活性層に隣接するように配置された印加電極に対して、前記印加電極を介して、前記活性層に電場を印加し、前記活性層の分極領域を形成するステップと、前記分極領域の境界に対応する変動低抵抗領域を形成するステップと、を含み、前記変動低抵抗領域は、前記活性層の領域のうち、前記変動低抵抗領域と隣接する他の領域よりも電気抵抗が低い領域であり、電気的パスを形成するようにする電流経路範囲制御方法を開示する。

Claims (31)

1. 電場を利用した電流経路範囲制御方法であって、
   自発分極性材料を含む活性層、及び前記活性層に隣接するように配置された印加電極に対して、
   前記印加電極を介して、前記活性層に電場を印加し、前記活性層の分極領域を形成するステップと、
   前記分極領域の境界に対応する変動低抵抗領域を形成するステップと、を含み、
   前記変動低抵抗領域は、前記活性層の領域のうち、前記変動低抵抗領域と隣接する他の領域よりも電気抵抗が低い領域であり、電気的パスを形成するようにする電流経路範囲制御方法。
2. 前記変動低抵抗領域を形成するステップは、
   前記活性層の分極領域が、前記活性層の厚さ方向に成長するステップと、前記分極領域が、前記活性層の厚さ方向と交差する方向に成長するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電流経路範囲制御方法。
3. 前記印加電極を介して電場を制御して、
   前記変動低抵抗領域の生成及び消滅を制御し、それによる電気的パスの生成及び消滅を制御することを特徴とする請求項１に記載の電流経路範囲制御方法。
4. 前記変動低抵抗領域を形成するステップは、
   前記印加電極を介して、前記活性層の抗電場よりも高い強度の電場を印加するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の電流経路範囲制御方法。
5. 前記変動低抵抗領域を形成するステップは、
   前記印加電極を介して電場の強度を制御して、前記活性層の厚さ方向への前記変動低抵抗領域の深さを制御することを特徴とする請求項１に記載の電流経路範囲制御方法。
6. 前記変動低抵抗領域を形成するステップは、
   前記印加電極から、前記変動低抵抗領域が、前記活性層の平面方向に距離をもって離隔されるように形成することを含むことを特徴とする請求項１に記載の電流経路範囲制御方法。
7. 前記変動低抵抗領域を形成するステップは、
   前記印加電極を介して電場の印加の時間を制御して、前記変動低抵抗領域の大きさまたは幅を制御することを特徴とする請求項１に記載の電流経路範囲制御方法。
8. 前記変動低抵抗領域を形成するステップは、
   互いに離隔されるように配置された複数の変動低抵抗領域を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の電流経路範囲制御方法。
9. 前記複数の変動低抵抗領域を形成するステップは、
   前記印加電極から遠く配置された変動低抵抗領域を先に形成してから、前記印加電極に近く配置された変動低抵抗領域を形成するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の電流経路範囲制御方法。
10. 前記複数の変動低抵抗領域を形成するステップは、
    前記１つの変動低抵抗領域を境界として、両側に異なる方向の分極領域が位置するように進行することを含むことを特徴とする請求項８に記載の電流経路範囲制御方法。
11. 前記印加電極は、互いに離隔されて複数備えられ、前記複数の印加電極を介して、前記活性層に少なくとも１つの領域において離隔された分極領域を形成するステップと、それに対応する複数の変動低抵抗領域を形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電流経路範囲制御方法。
12. 前記印加電極を介して電場を印加する時間を制御して、
    前記互いに離隔された複数の分極領域が１つの領域で重なり合うステップを含み、それに対応する複数の変動低抵抗領域の１つの領域が互いに重なり合って統合されるステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の電流経路範囲制御方法。
13. 少なくとも一つの接続電極を、前記変動低抵抗領域に隣接するように形成するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の電流経路範囲制御方法。
14. 前記変動低抵抗領域は、前記印加電極を介して印加された電場が取り除かれても、前記分極領域の保持により保持されることを特徴とする請求項１に記載の電流経路範囲制御方法。
15. 自発分極性材料を含む活性層と、
    前記活性層に隣接するように配置された印加電極と、
    前記印加電極を介して、前記活性層に電場を印加し、前記活性層に形成された分極領域と、
    前記分極領域の境界に対応する変動低抵抗領域と、を含み、
    前記変動低抵抗領域は、前記活性層の領域のうち、前記変動低抵抗領域と隣接する他の領域よりも電気抵抗が低い領域であり、電気的パスを形成するように形成された、
    電子回路。
16. 前記変動低抵抗領域は、前記印加電極を介して電場を制御して、前記分極領域の制御によって生成または消滅することを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。
17. 前記変動低抵抗領域は、
    前記印加電極を介して電場の強度を制御して、前記活性層の厚さ方向への前記変動低抵抗領域の深さが制御されることを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。
18. 前記変動低抵抗領域は、
    前記印加電極を介して電場の印加の時間を制御して、大きさまたは幅が制御されることを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。
19. 前記変動低抵抗領域は、互いに離隔されるように配置された複数の変動低抵抗領域を含むことを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。
20. 前記複数の変動低抵抗領域は、
    前記印加電極から遠く配置された変動低抵抗領域が先に形成され、前記印加電極に近く配置された変動低抵抗領域が後に形成されることを特徴とする請求項１９に記載の電子回路。
21. 前記複数の変動低抵抗領域の１つの変動低抵抗領域を境界として、両側に異なる方向の分極領域が形成されたことを特徴とする請求項１９に記載の電子回路。
22. 前記印加電極は、互いに離隔されて複数備えられることを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。
23. 前記互いに離隔された複数の印加電極に対応する、複数の分極領域及び複数の変動低抵抗領域を含むことを特徴とする請求項２２に記載の電子回路。
24. 前記印加電極を介して電場を印加する時間を制御して、
    前記互いに離隔された複数の分極領域が１つの領域で重なり合った領域を含み、それに対応する複数の変動低抵抗領域の１つの領域が互いに重なり合って統合される領域を含むことを特徴とする請求項２３に記載の電子回路。
25. 前記変動低抵抗領域に隣接するように形成された少なくとも一つの接続電極をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。
26. 前記活性層は、強誘電性材料を含むことを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。
27. 前記印加電極は、前記活性層の一面に形成されることを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。
28. 前記印加電極は、前記活性層と離隔されるように配置されることを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。
29. 前記変動低抵抗領域は、前記印加電極を介して印加された電場が取り除かれても保持されることを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。
30. 前記変動低抵抗領域は、前記印加電極の周辺に形成されることを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。
31. 前記変動低抵抗領域は、前記印加電極の周辺に線状形状を含むように形成されることを特徴とする請求項１５に記載の電子回路。

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