可扩展层控制氧化Bi₂O₂Se的自我纠正的memristor数组与亚Pa潜入电流的潜入电流

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 固态电子 固态电子

背景情况:

• 记忆器阵列中的潜入电流会导致错误和热量,限制了信息存储和神经形态计算中的实际应用.
• 智能memristor的进步对于下一代技术至关重要,但克服数组级限制是必不可少的.

研究的目的:

• 为了合成准自由的Bi₂O₂Se单晶膜并创建β-Bi₂SeO₅/Bi₂Se异构结构以提高记忆器性能.
• 展示一种可扩展的方法,用于生产具有显著降低潜入电流的自我纠正memristors.
• 调查观察到的自我纠正电阻开关行为背后的机制.

主要方法:

• 大规模的紫外线辅助间级氧化,以实现层控制的氧化,形成β-Bi₂O₅/Bi₂O₂Se异构结构.
• 使用导电原子力显微镜 (AFM) 和memristor阵列进行电阻切换性能的表征.
• 对超快速切换和低功耗分析进行脉冲模式测试,并补充了理论初始计算.

主要成果:

• 在纳米和微观设备中实现了显著的自纠正电阻切换,启/关和纠正比超过10⁵.
• 证明了 β-Bi₂SeO₅/Bi₂Se记忆体的可扩展生产,具有亚-pA潜入电流,最大限度地减少高密度数组中的交叉交谈.
• 观察到超快的切换 (sub-100 ns) 和低功耗 (1.2 pJ),归因于界面的肖特基屏障和氧空位迁移.

结论:

• 开发的β-Bi₂SeO₅/Bi₂O₂Se异构结构记忆体有效抑制隐形电流,并为先进的电子应用提供出色的性能.
• 这项研究为可扩展制造高性能,低功耗的memristors提供了一条可行的途径,这对于未来的信息存储和神经形态计算至关重要.