TY - JOUR

T1 - Механизмы резистивной перестройки в сегнетоэлектрическом мемристоре на основе тонких поликристаллических пленок титаната бария

AU - Андреева , Наталья Владимировна

AU - Рындин , Е.А.

AU - Петухов, Анатолий Евгеньевич

AU - Вилков, Олег Юрьевич

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - В сегнетоэлектрическом мемристоре проявление резистивных эффектов чаще всего ассоциируется с влиянием поляризации и динамики доменной структуры на особенности токопереноса. Роль точечных дефектов структуры, как правило, либо не учитывается, либо сводится к модуляции потенциальных барьеров на интерфейсах с электродами.Однако схожесть механизмов транспорта заряда в мемристорах на основе тонких сегнетоэлектрических и металлооксидных пленок позволяет предположить, что вклад точечных дефектов по анионной подрешетке, а именно кислородных вакансий, в процессы перестройки сопротивления в сегнетоэлектрических мемристорах может быть доминирующим.В целях определения ключевых факторов, обусловливающих резистивную перестройку в сегнетоэлектрическом мемристоре, было проведено комплексное экспериментальное и теоретическое исследование резистивных эффектов в 10-нм поликристаллических пленках титаната бария. Для исследования локальных резистивных и сегнетоэлектрических свойств, а также оценки стехиометрического состава пленок использовали методы рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, атомно-силовой микроскопии пьезоотклика, сканирующей туннельной микроскопии. Быларазработана диффузионно-дрейфовая численная модель нестационарных процессов в тонких сегнетоэлектрических пленках, включающая уравнение Пуассона и уравнение непрерывности по каждой составляющей подвижных носителей заряда. С использованием разработанной модели, а также экспериментальных вольт-амперных характеристик, измеренных в режиме сканирующей туннельной спектроскопии, проведено исследование вклада различных механизмов в процесс резистивной перестройки в сегнетоэлектрических мемристорах на базе поликристаллических пленок титаната бария. Показано, что доминирующую роль в резистивных эффектах играют нестационарные процессы с участием кислородных вакансий.

AB - В сегнетоэлектрическом мемристоре проявление резистивных эффектов чаще всего ассоциируется с влиянием поляризации и динамики доменной структуры на особенности токопереноса. Роль точечных дефектов структуры, как правило, либо не учитывается, либо сводится к модуляции потенциальных барьеров на интерфейсах с электродами.Однако схожесть механизмов транспорта заряда в мемристорах на основе тонких сегнетоэлектрических и металлооксидных пленок позволяет предположить, что вклад точечных дефектов по анионной подрешетке, а именно кислородных вакансий, в процессы перестройки сопротивления в сегнетоэлектрических мемристорах может быть доминирующим.В целях определения ключевых факторов, обусловливающих резистивную перестройку в сегнетоэлектрическом мемристоре, было проведено комплексное экспериментальное и теоретическое исследование резистивных эффектов в 10-нм поликристаллических пленках титаната бария. Для исследования локальных резистивных и сегнетоэлектрических свойств, а также оценки стехиометрического состава пленок использовали методы рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, атомно-силовой микроскопии пьезоотклика, сканирующей туннельной микроскопии. Быларазработана диффузионно-дрейфовая численная модель нестационарных процессов в тонких сегнетоэлектрических пленках, включающая уравнение Пуассона и уравнение непрерывности по каждой составляющей подвижных носителей заряда. С использованием разработанной модели, а также экспериментальных вольт-амперных характеристик, измеренных в режиме сканирующей туннельной спектроскопии, проведено исследование вклада различных механизмов в процесс резистивной перестройки в сегнетоэлектрических мемристорах на базе поликристаллических пленок титаната бария. Показано, что доминирующую роль в резистивных эффектах играют нестационарные процессы с участием кислородных вакансий.

KW - сегнетоэлектрический мемристор

KW - резистивное переключение

KW - численное моделирование

KW - диффузионно-дрейфовая модель

U2 - 10.17587/nmst.26.70-80

DO - 10.17587/nmst.26.70-80

M3 - статья

VL - 26

SP - 70

EP - 80

JO - Nano - i Mikrosistemnaya Tekhnika

JF - Nano - i Mikrosistemnaya Tekhnika

SN - 1813-8586

IS - 2

ER -