Исследование пластичности мемристивных структур на основе эпитаксиальных пленок Nd2–xCexCuO4–y

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены импульсные исследования резистивных переключений в мемристивных планарных гетероконтактах на основе эпитаксиальных пленок Nd2–xCexCuO4–y. Изучена возможность регулирования резистивных метастабильных состояний мемристивных планарных систем на основе таких пленок по определенным протоколам импульсных исследований. Были реализованы разные метастабильные состояния при изменении внешних параметров: частоты, величины напряжения электрического поля, прикладываемого к гетероконтактам. Исследованы динамические эффекты, определены времена переходов из одного метастабильного состояния в другое. Непосредственно исследовано изменение электродинамических свойств в процессе воздействия переменного электрического поля синусоидальной формы при частотах 10–3 Гц и в импульсном режиме при длительности импульса от 0.1 мс до 25 с посредством измерения вольт-амперных характеристик, записи осциллограмм тока и напряжения на гетероконтакте и температурных зависимостей сопротивления метастабильных фаз. Многоуровневый характер метастабильных резистивных состояний исследованных систем и возможность регулировать время переключения характеризуют пластичность этих устройств и перспективы их использования в качестве элементов памяти для нейроморфных приложений в спайковых нейросетях.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. А. Тулина

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: tulina@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

А. Н. Россоленко

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН

Email: tulina@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

И. М. Шмытько

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН

Email: tulina@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

И. Ю. Борисенко

Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН

Email: tulina@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

А. А. Иванов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: tulina@issp.ac.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Yang J.J., Strukov D.B., Stewart D.R. // Nature Materials. 2013. V. 8. P. 13. https://www.doi.org/10.1038/nnano.2012.240
  2. Chen A. // Solid-State Electron. 2016. V. 125. P. 25. https://www.doi.org/10.1016/j.sse.2016.07.006
  3. Wang C., Wu H., Gao B., Zhang T., Yang Y., Qian H. // Microelectron. Eng. 2018. V. 187–188. P. 121. https://www.doi.org/10.1016/j.mee.2017.11.003
  4. Li Y., Wang Z., Midya R., Xia Q., Yang J.J. // J. Phys. D.: Appl. Phys. 2018. V. 51. P. 503002. https://www.doi.org/ 10.1088/1361-6463/aade3f
  5. Pérez-Tomás A. // Adv. Mater. Interfaces. 2019. V. 6. P. 1970096. https://www.doi.org/10.1002/admi.201900471
  6. Mikhaylov A, Pimashkin A, Pigareva Y, Gerasimova S., Gryaznov E., Shchanikov S., Zuev A., Talanov M., Lavrov I., Demin V., Erokhin V., Lobov S., Mukhina I., Kazantsev V., Wu H., Spagnolo B. // Frontiers Neu-rosci. 2020. V. 14. P. 358. https://www.doi.org/10.3389/fnins.2020.00358
  7. International Technology Roadmap for Semicon-ductors and the Semiconductor Technology Roadmap (2023) Semiconductor Industry Association. https://www.semiconductors.org/wpcНРСtent/up-loads/2018/06/0_2015-ITRS-2.0-Executive-Report
  8. Tulina N.A., Ivanov A.A. // J. Supercond. Nov. Magn. 2020. V. 33. P. 2279. https://www.doi.org/10.1007/s10948-019-05383-3
  9. Тулина Н.А., Россоленко А.Н., Шмытько И.М., Иванов А.А., Ионов А.М., Божко С.И., Сироткин В.В. // Наноиндустрия. 2019. Т. 89. С. 237. https://www.doi.org/10.22184/NanoRus.2019.12.89. 237.240
  10. Thomas A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2013. V. 46. P. 093001. https://www.doi.org/10.1088/0022-3727/46/9/093001
  11. Stoliar P., Tranchant J., Corraze B., Janod E., Bes-land M.-P., Tesler F., Rozenberg M., Cario L. // Adv. Functional Mater. 2017. V. 27. P. 1604740. https://www.doi.org/10.1002/adfm.201604740
  12. Tulina N.A., Rossolenko A.N., Ivanov A.A, Sirotkin V.V., Shmytko I.M., Borisenko I.Yu., Ionov А.М. // Physica C: Superconduct. Appl. 2016. V. 527. P. 41. https://www.doi.org/10.1016/j.physc.2016.05.015
  13. Mang P.K., Larochelle S., Mehta A., Vajk O.P., Erickson A.S., Lu L., Buyers W.J.L., Marshall A.F., Prokes K., Greven M. // Phys. Rev. B. 2004. V. 70. P. 094507. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.70.094507
  14. Serb A., Khiat A., Prodromakis T. // IEEE Trans. Electron Devices. 2015. V. 62. P. 3685. https://www.doi.org/10.1109/TED.2015.2478491
  15. Berdan R., Serb A., Khiat A., Regoutz A., Papavassi- liou Ch., Prodromakis T. // IEEE Trans. Electron Devices. 2015. V. 62. P. 2190. https://www.doi.org/10.1109/TED.2015.2433676
  16. Tulina N.A., Rossolenko A.N., Shmytko I.M., Ivanov A.A., Sirotkin V.V., Borisenko I.Y., Tulin V.A. // Supercond. Sci. Technol. 2019. V. 32. P. 015003. https://www.doi.org/10.1088/1361-6668/aae966
  17. Tulina, N.A., Ivanov, A.A., Rossolenko. Ivanov A.A., Sirotkin V. V., Shmytko I.M., Borisenko I.Y., Ionov A.M. // Mater. Lett. 2017. V. 203. P. 97. https://www.doi.org/10.1016/j.matlet.2017.05.091
  18. Acha C. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. V. 44. P. 345301. https://www.doi.org/10.1088/0022-3727/44/34/345301
  19. Tulina N.A., Borisenko I.Yu. // Phys. Lett. A. 2008. V. 372. P. 918. https://www.doi.org/10.1016/j.physleta.2007.08.045
  20. Sirotkin V.V., Tulina N.A., Rossolenko A.N., Borisenko I.Yu. // Bull. RAS. 2016. V. 80. P. 497. https://www.doi.org/10.3103/S1062873816050191
  21. Tulina N.A., Shmytko I.M., Ivanov A.A., Rossolenko A.N., Zotov A.V., Borisenko I.Y., Sirorkin V.V., Tulin V.A. // Rus. Microelectronics. 2022. V. 51. № 5. P. 349. https://www.doi.org/10.1134/s1063739722050110

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Пример ВАХ гетерофазного образца Ag/NCO/NCCO/STO микроконтактного типа (а); рентгенограмма двухфазной пленки NCCO/NCO (б); схема микроконтактной структуры с указанием токовых (I1, I2) и потенциальных (U1, U2) контактов (в)

Скачать (257KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пример ВАХ гетерофазного образца Ag/NCO/NCCO/STO литографического типа. Развертка напряжения была по направлениям ветвей: 0–1–2–3–4–0 (а); изображение (б) и профиль (в) образца, сформированного литографией

Скачать (300KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Пример 10 циклов ВАХ в различных координатных представлениях (а), стабильность метастабильных низкорезистивного (On) и высокорезистивного (Off) состояний (б) и пластичность образца, зависящая от времени импульсного воздействия (в) в гетеропереходах Ag/NCO/NCCO/STO микроконтактного типа

Скачать (421KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость сопротивления образца Ag/NCO/NCCO/STO литографического типа от времени при прохождении импульсов различной длительности

Скачать (283KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость сопротивления образца Ag/NCO/NCCO/STO литографического типа от отношения времени к длительности импульса при переходах из низкорезистивного в высокорезистивное состояние и обратно. В верхней части рисунка показана форма сигнала импульса

Скачать (231KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость сопротивления метастабильных резистивных состояний образца Ag/NCO/NCCO/STO литографического типа от длительности импульса амплитудой 4 В

Скачать (70KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024