ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2023, № 12 · СМЕЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Особенности применения составной двухкомпонентной мишени с медными включениями при магнетронном распылении для создания мемристоров

А.Е. Уразбеков1, П.Е. Троян1, Ю.В. Сахаров1

1 Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2023.12.8 УДК 539.23 EDN DLHEKJ

Аннотация

Представлены результаты получения резистивных элементов памяти и исследование их свойств. Образцы представляли собой структуры металл/диэлектрик/металл, активный слой которого был получен магнетронным распылением составной титаново-медной мишени. Электронно-микроскопический анализ показал, что активный слой после перехода в низкоомное состояние имеет вертикально ориентированную морфологию, указывающий на филаментарный механизм переключения. Изучены вольт-амперные характеристики и эффект резистивного переключения. Обнаружено, что предложенных способ получения диэлектрического слоя является подходящим для изготовления мемристоров. В частности, продемонстрировано, что применение данных пленок в структуре мемристивного элемента памяти позволяет получить отношение состояния с высоким электрическим сопротивлением к состоянию с низким электрическим сопротивлением более чем 102.

  • резистивное переключение
  • магнетронная технология
  • оксид меди
  • оксид титана
  • тонкие пленки
Abstract (in English)

Features of application of composite two-component target with copper inclusions at magnetron sputtering for creation of memristors

The results of obtaining resistive memory elements and the study of their properties are presented. The samples were metal/dielectric/metal structures, the active layer of which was obtained by magnetron sputtering of a composite titanium-copper target. Electron microscopic analysis showed that the active layer after the transition to a low-resistance state has a vertically oriented morphology, indicating a filamentous switching mechanism. The volt-ampere characteristics and the effect of resistive switching are studied. It was found that the proposed method of obtaining a dielectric layer is suitable for the manufacture of memristors. In particular, it is demonstrated that the use of these films in the structure of a memristive memory element makes it possible to obtain a ratio of a state with a high electrical resistance to a state with a low electrical resistance of more than 102.

Для цитирования

Уразбеков А.Е., Троян П.Е., Сахаров Ю.В. Особенности применения составной двухкомпонентной мишени с медными включениями при магнетронном распылении для создания мемристоров // Журнал радиоэлектроники. – 2023. – № 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.12.8

Литература

  1. Strukov D.B. et al. The missing memristor found //nature. - 2008. - Т. 453. - №. 7191. - С. 80-83.
  2. Yang J.J., Strukov D. B., Stewart D. R. Memristive devices for computing // Nature nanotech-nology. - 2013. - Т. 8. - №. 1. - С. 13-24.
  3. Yang R. Review of resistive switching mechanisms for memristive neuromorphic devices // Chinese Physics B. - 2020. - Т. 29. - №. 9. - С. 097305.
  4. Matsukatova A.N. et al. Memristors based on poly (p-xylylene) with embedded silver nanoparticles //Technical Physics Letters. - 2020. - Т. 46. - С. 73-76.
  5. Privezentsev V.V. et al. Study of Memristors Based on Silicon-Oxide Films Implanted with Zinc //Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. - 2022. - Т. 16. - №. 3. - С. 402-407.
  6. Li W. et al. Design of high-performance memristor cell using W-implanted SiO2 films //Applied Physics Letters. - 2016. - Т. 108. - №. 15.
  7. Ismail M. et al. Enhancement of resistive switching performance by introducing a thin non-stoichiometric CeO2-x switching layer in TiO2-based resistive random access memory //Applied Physics Letters. - 2019. - Т. 114. - №. 1.
  8. Miao F. et al. Anatomy of a nanoscale conduction channel reveals the mechanism of a high-performance memristor //Advanced materials. - 2011. - Т. 23. - №. 47. - С. 5633-5640.
  9. Stewart D.R. et al. Molecule-independent electrical switching in Pt/organic monolayer/Ti devices // Nano Letters. - 2004. - Т. 4. - №. 1. - С. 133-136.
  10. Chua L. Memristor-the missing circuit element // IEEE Transactions on circuit theory. - 1971. - Т. 18. - №. 5. - С. 507-519.
  11. Троян П.Е., Свириденко М.А. Влияние соотношения микрорельефа электрода и толщины диэлектрического слоя на электрическую прочность и напряженность формовки тонкопленочных структур металл-диэлектрик-металл // Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век. - 2023. - Т. 15. - №. 2. - С. 22-28.