Технические науки

Российские ученые создали новый мемристор

Robert Coelius/University of Michigan

Исследователи из Университета Лобачевского создали новый вариант мемристора на основе слоистой структуры «металл — оксид — металл». Разработка найдет применение в запоминающих устройствах. Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Materials Technologies.

Мемристоры — это устройства, которые могут изменять сопротивление в зависимости от протекавшего заряда. Наблюдающееся в мемристоре явление гистерезиса позволяет использовать его в качестве ячейки памяти. Предполагается, что в некоторых случая мемристоры смогут заменить транзисторы.

Однако массовому применению мемристивных устройств мешает недостаточная воспроизводимость их параметров. Этот разброс в структурах «металл — оксид — металл» определяется стохастической природой перемещения ионов кислорода или кислородных вакансий вблизи границы раздела металл/оксид и усложняется изменением параметров структур в случае неуправляемого кислородного обмена.

Традиционно, чтобы управлять мемристивным эффектом, ученые формируют специальные концентраторы электрического поля и подбирают структуру материалов и границ раздела в мемристоре. Но обычно при этом технологический процесс сильно усложняется и дорожает.

В новой работе ученые, поддержанные грантом Российского научного фонда, впервые использовали комбинированный подход. Они соединили материалы проводящих электродов с определенным сродством к кислороду и оксидные слои различного состава, а также металлические нанокластеры, которые служили концентраторами электрического поля. Для своей работы ученые создали многослойную структуру, которая состоит из последовательно расположенных слоев тантала, оксида тантала TaOx, оксида циркония, допированного иттрием ZrO2(Y), оксида тантала (V) Ta2O5, диоксида титана TiO2 и нитрида титана TiN.

В ходе исследования созданного материала ученые выяснили, что стабилизации резистивных состояний в нем способствует наличие межзеренных границ в оксиде циркония ZrO2 как предпочтительных мест для зарождения филаментов, наличие нанокластеров как концентраторов поля в пленке Ta2O5 и обмен кислородом между оксидными слоями на границе раздела с TiN.

«Такой подход не требует введения дополнительных операций в технологический процесс изготовления устройств. Однако он позволяет стабилизировать резистивное переключение между нелинейными состояниями в многослойной структуре», — пояснил ведущий автор статьи, заведующий лабораторией в Нижегородском государственном университете им. Н. И. Лобачевского Алексей Михайлов.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.