1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Микроэлектроника
  4. T. 52, № 4, 2023

Микроэлектроника, 2023, T. 52, № 4, стр. 315-321

Многоуровневые мемристивные структуры на основе эпитаксиальных пленок YBa2Cu3O7 – δ

Н. А. Тулина a, *, А. Н. Россоленко a, И. Ю. Борисенко b, А. А. Иванов c

a Институт физики твердого тела Российской академии наук
Черноголовка, Россия

b Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН
Черноголовка, Россия

c Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”
Москва, Россия

* E-mail: tulina@issp.ac.ru

Поступила в редакцию 14.03.2023
После доработки 03.05.2023
Принята к публикации 15.05.2023

Аннотация

Представлены импульсные исследования переходных процессов в эффекте резистивных переключениях в планарных гетероконтактах на основе сильно коррелированных электронных систем на примере мемристивных переходов на основе YBa2Cu3O7 –d. Показано, что процесс переключений асимметричен относительно переключения в низкорезистивные и высокорезистивные метастабильные состояния, времена переключений регулируются уровнем напряжения и могут быть меньше микросекунд, с другой стороны релаксационные процессы достигают десятка секунд. Возможность регулировать времена переключений характеризуют пластичность этих устройств в качестве элементов памяти для нейроморфных приложений в спайковых нейросетях.

Ключевые слова: интерфейсные структуры, гетероструктуры, мемристор, резистивные переключения, пленки, вакансии

Список литературы

  1. Yang J. Joshua, Dmitri B. Strukov, Duncan R. Stewart. Memristive devices for computing // Nature Materials. 2013. V. 8. P. 13.

  2. Wang C., Wu H., Gao B. et al. // Conduction mechanisms, dynamics and stability in ReRAMs: Microelectron. Eng., 2018. V. 187–188. P. 121.

  3. Li Y., Wang Z., Midya R., Xia Q., Yang J.J. Review of memristor devices in neuromorphic computing: materials sciences and device challenges // J. Phys. D. 2018. V. 51. P. 503002.

  4. Pérez-Tomás A. Functional oxides: functional oxides for photoneuromorphic engineering: toward a solar brain // Adv. Mater. Interfaces. 2019. V. 6. P. 1970096.

  5. Mikhaylov A., Pimashkin A., Pigareva Y. et al. CMOS-Integrated systems for biosensors and neuroprosthetics. Front Neurosciens. 2020. V. 14. P. 358.

  6. Websites of the International Technology Roadmap for SemicHPCductors and the Semiconductor Technology Roadmap, https://www.semiconductors.org/wp-cHPCtent/ uploads/2018/06/0_2015-ITRS-2.0-Executive-Report

  7. Tulina N.A., Ivanov A.A. Memristive Properties of Oxide-based High-Temperature Superconductors // J. Supercond Nov. Magn. 2020. V. 33. P. 2279–2286.

  8. Тулина А.Н., Россоленко И.М., Шмытько А.А. и др. Функциональные свойства анизотропных перовскитных соединений в мемристорных структурах для применения вэлектронике // Наноиндустрия. 2019. Т. 89. С. 237–240.

  9. Andy Thomas. Memristor-based neural networks // J. Phys. D: Appl. Phys. 2013. V. 46. P. 093001–093013.

  10. Stoliar P., Tranchant J., Corraze B. et al. A Leaky-Integrate-and-Fire Neuron Analog Realized with a Mott Insulator // Adv. Funct. Mater. 2017. V. 27. P. 1604740.

  11. Tulina N.A., Rossolenko A.N., Ivanov A.A. et al. Nd2 –xCexCuO4 –y/Nd2 –xCexOyboundary and resistive switchings in mesoscopic structures on base of epitaxial Nd1.86Ce0.14CuO4 –y films. // Physica C: Superconductivity and its applications. 2016. V. 527. P. 41–45.

  12. Tulina N.A., Rossolenko A.N., Shmytko I.M. et al. Properties of percolation channels in planar memristive structures based on epitaxial films of a YBa2Cu3O7 – δ high temperature superconductor // Supercond. Sci. Technol. 2019. V. 32. P. 015003.

  13. Berdan R., Serb A., Khiat A. et al. A controller-based system for interfacing selectorless RRAM crossbar arrays // IEEE Transactions on Electron Devices. 2015. V. 6. P. 2190.

  14. Serb A., Khiat A., Prodromakis T. An RRAM Biasing Parameter Optimizer // IEEE Transactions HPC Electron Devices. 2015. V. 62. P. 3685–3691.

  15. Tulina N.A., Ivanov A.A., Rossolenko et al. X-ray photoelectron spectroscopy studies of electronic structure of Nd2 –xCexCuO4 –y and YBa2Cu3O7 –y epitaxial film surfaces and resistive switchings in high temperature superconductor-based heterostructures // Mater. Lett. 2017. V. 203. P. 97.

  16. Acha C. Dynamical behaviour of the resistive switching in ceramic YBCO/metal interfaces // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. V. 44. P. 345301.

  17. Moreo A., Yunoki S., Dagotto E. Phase separation scenario for manganese oxides and related materials // Science. 1999. V. 283. P. 2034–2040.

  18. Tulina N.A., Borisenko I.Yu., Shmytko I.M. et al. The Study of Switching Dynamics in Planar Memristive Structures Based on Epitaxial Films of YBa2Cu3O7 – δ High-Temperature Superconductor // J. Superconductivity and Novel Magnetism. 2020. V. 33. P. 3695–3704.

  19. Oka T., Nagaosa N. Interfaces of Correlated Electron Systems // Phys. Rev. Let. 2005. V. 95. P. 266403-4.

  20. Tulina N.A., Borisenko I.Yu. Frequency Dependence of the Resistive Switching Effect in Bi2Sr2CaCu2O8 +y/Ag film Heterocontacts // Physics Letters A. 2008. V. 372. P. 918–923.

  21. Sirotkin V.V., Tulina N.A., Rossolenko A.N., Borisenko I.Yu. Numerical Simulation of Resistive Switching in Heterostructures Based on Anisotropic Oxide Compounds // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. 2016. V. 80. P. 497–499.

  22. Tulina N.A., Shmytko I.M., Ivanov A.A. et al. Memristive Properties of Manganite-Based Planar Structures // Russian Microelectronics. 2022. V. 51. № 5. P. 349–357.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Микроэлектроника

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал