Undersøgelse af elektronledningsmekanismer i oxid-baserede memristive enheder til hukommelse og neuromorfe applikationer.
Abstrakt
"Memristive enheder er to-terminale enheder, der kan ændre deres modstandstilstand ved påføring af passende spændingsstimuli. Modstanden kan indstilles over et bredt modstandsområde, hvilket muliggør applikationer såsom multibit-datalagring eller analoge computing-in-memory-koncepter. En af de mest lovende klasser af memristive enheder er baseret på valensændringsmekanismen i oxidbaserede enheder. I disse anordninger fører en konfigurationsændring af iltdefekter, dvs. ilttomgange, til ændring af apparatets modstand. En mikroskopisk forståelse af ledningen er nødvendig for at designe memristive enheder med specifikke modstandsegenskaber. I dette papir diskuterer vi ledningsmekanismen foreslået i litteraturen og foreslår en omfattende, mikroskopisk model af ledningsmekanismen i denne klasse af enheder. For at udvikle dette mikroskopiske billede af ledningen udvikles ab initio simuleringsmodeller. Disse simuleringer antyder to forskellige typer ledning, som begge er begrænset af en tunneling gennem Schottky-barrieren ved metalelektrodekontakten. Forskellen mellem de to ledningsmekanismer er følgende: for den første type tunnelerer elektronerne ind i ledningsbåndet og i den anden type ind i tomgangsdefekttilstandene. Disse to typer ledning adskiller sig i deres nuværende spændingsforhold, som er blevet opdaget eksperimentelt. Oprindelsen af den resistive omskiftning er identisk for de to typer ledning og er baseret på en modifikation af tunneleringsafstanden på grund af den ilttomgang inducerede screening af Schottky-barrieren. Denne forståelse kan hjælpe med at designe optimerede enheder med hensyn til det dynamiske modstandsområde til specifikke applikationer."
Find teknisk papir her.
Carsten Funck og Stephan Menzel*
ACS Appl. Elektron. Mater. 2021, 3, 9, 3674-3692
Udgivelsesdato: 7. september 2021
https://doi.org/10.1021/acsaelm.1c00398
