Elektronide juhtivuse mehhanismide uurimine oksiidipõhistes mäluseadmetes mälu ja neuromorfsete rakenduste jaoks.
Abstraktne
"Mäluseadmed on kahe klemmiga seadmed, mis võivad sobivate pingestiimulite rakendamisel muuta oma takistuse olekut. Takistuse saab häälestada laias takistusvahemikus, mis võimaldab kasutada selliseid rakendusi nagu mitmebitine andmesalvestus või analoogarvutus mälus. Üks paljutõotavamaid mäluseadmete klasse põhineb oksiidipõhiste seadmete valentsimuutuse mehhanismil. Nendes seadmetes põhjustab hapniku defektide ehk hapnikuvabu kohtade konfiguratsioonimuutus seadme takistuse muutumise. Juhtivuse mikroskoopiline mõistmine on vajalik spetsiifiliste takistusomadustega mäluseadmete kavandamiseks. Selles artiklis käsitleme kirjanduses pakutud juhtivusmehhanismi ja pakume välja selle seadmete klassi juhtivuse mehhanismi tervikliku mikroskoopilise mudeli. Selle juhtivuse mikroskoopilise pildi arendamiseks töötatakse välja ab initio simulatsioonimudelid. Need simulatsioonid viitavad kahele erinevale juhtivuse tüübile, mis mõlemad on piiratud Schottky barjääri läbiva tunneliga metallelektroodi kontaktis. Erinevus kahe juhtivusmehhanismi vahel on järgmine: esimese tüübi puhul tunnelevad elektronid juhtivusriba ja teise tüübi puhul vabade defektide olekutesse. Need kaks juhtivuse tüüpi erinevad oma praeguse pinge suhte poolest, mis on eksperimentaalselt tuvastatud. Takistusliku lülituse päritolu on kahe juhtivuse puhul identne ja põhineb tunneli vahemaa muutmisel Schottky barjääri hapnikuvakantsusest tingitud sõelumise tõttu. See arusaam võib aidata kujundada optimeeritud seadmeid dünaamilise takistuse vahemiku osas konkreetsete rakenduste jaoks.
Leia tehniline paber siin.
Carsten Funck ja Stephan Menzel*
ACS App. elektron. Mater. 2021, 3, 9, 3674–3692
Avaldamise kuupäev: 7. september 2021
https://doi.org/10.1021/acsaelm.1c00398
