通过原子层沉积的二氧化瓦纳:为下一代记忆器件提供有前途的材料.
Thomas Ratier1, Salomé Rigollet1, Paolo Martins1
1Thales Research and Technology, Campus Ecole Polytechnique, 1 avenue Augustin Fresnel, 91767 Palaiseau Cedex, France.
The journal of physical chemistry letters
|September 18, 2024
概括
原子层沉积合成高质量的二氧化瓦纳 (VO2) 薄膜,用于先进的存储器件. 这些设备显示出出色的稳定性和多层记忆,为可扩展的神经形态计算应用铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 二氧化瓦纳 (VO2) 呈现出一种独特的金属绝缘体过渡.
- VO2 是下一代电子设备的有希望的材料,包括内存和神经形态应用.
- 原子层沉积 (ALD) 可以精确控制薄膜生长.
研究的目的:
- 使用ALD合成VO2电影,用于可编程内存设备.
- 描述合成的VO2膜的结构和电气性能.
- 评估基于VO2的基于电阻随机存储器 (RRAM) 和突触应用的memristive设备的性能.
主要方法:
- 四化物 (VCl4) 被用作通过ALD进行VO2合成的前体.
- 采用X射线衍射 (XRD) 来确认c-Al2O3上的表生长.
- 在不同温度下进行电阻测量以监测相位过渡.
主要成果:
- 高质量的VO2电影的表层增长是在c-Al2O3上实现的.
- 显著的电阻下降>4个数量级证实了材料的质量.
- 制造的RRAM设备表现出卓越的周期稳定性 (>512周期) 和保留 (>450秒) 与<2%的漂移.
- 实现了适用于突触应用的多级记忆状态.
结论:
- ALD是一种可行的技术,用于生产高质量的VO2膜,用于记忆应用.
- 制造的基于VO2的RRAM设备显示了高性能,可扩展的神经形态计算的潜力.
- 这些设备可以作为具有多重突触的突触连接而起作用,从而推进人工智能硬件.
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