Микроэлектроника, 2023, T. 52, № 5, стр. 374-382

Компьютерное исследование влияния неоднородностей высокоомного слоя на резистивные переключения в структуре на основе микрокристалла селенида висмута

В. В. Сироткин *

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем микроэлектроники и особочистых материалов Российской академии наук
142432 Московская область, г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 6, Россия

* E-mail: sirotkin@iptm.ru

Поступила в редакцию 12.04.2023
После доработки 10.07.2023
Принята к публикации 10.07.2023

Аннотация

В статье продолжен анализ результатов экспериментальных исследований резистивных переключений в структуре на основе микрокристалла (“чешуйки”) селенида висмута. Ранее с помощью моделирования было продемонстрировано, что как наличие у исследуемой структуры нескольких высокорезистивных состояний, так и особенности переходов в эти состояния, могут быть объяснены специфическим поведением многочисленных проводящих каналов, пронизывающих поверхностный высокоомный (дефектный) слой. Источниками зарождения этих каналов полагались нановыступы на прижимном управляющем серебряном электроде, внедренные в поверхностный слой. В данном исследовании показано, что дополнительными источниками каналов могут служить объемные неоднородности поверхностного слоя – нановключения, отличающиеся более высокой проводимостью. Сравнение результатов моделирования подтвердило, что поведение каналов, формирующихся вблизи таких неоднородностей, подобно поведению каналов, растущих от металлических нановыступов.

Ключевые слова: мемристор, резистивные переключения, селенид висмута, компьютерное моделирование

Список литературы

  1. Tulina N.A., Borisenko I.Yu., Shmytko I.M., Ionov A.M., Kolesnikov N.N., Borisenko D.N. Induced non-metallicity during resistive switching in structures based on a topological insulator Bi2Se3 // Phys. Lett. A. 2012. V. 376. № 45. P. 3398–3401.

  2. Tulina N.A., Rossolenko A.N., Shmytko I.M., Kolesnikov N.N., Borisenko P.N., Bozhko S.I., Ionov A.M. Rectification and resistive switching in mesoscopic heterostructures based on Bi2Se3 // Materials Letters. 2015. V. 158. P. 403–405.

  3. Тулина Н.А., Россоленко А.Н., Шмытько И.М., Колесников Н.Н., Борисенко Д.Н., Сироткин В.В., Борисенко И.Ю. Частотные свойства гетероструктур на основе селенида висмута в эффектах резистивных переключений. эксперимент, численное моделирование // Известия РАН, сер. Физическая. 2016. Т. 80. № 6. С. 741–743.

  4. Тулина Н.А., Россоленко А.Н., Шмытько И.М., Колесников Н.Н., Борисенко Д.Н., Сироткин В.В., Борисенко И.Ю., Тулин В.А. Исследование динамических эффектов в мемристорных структурах на основе селенида висмута. Нужен ли мемристору “хвост шаттла” // Известия РАН, сер. Физическая. 2019. Т. 83. № 6. С. 813–817.

  5. Zotov A.V., Sirotkin V.V., Il’in A.I., Trofimov O.V., Borisenko P.N., Kolesnikov N.N., Tulin V.A. Multilevel memristive structures based on bismuth selenide microcrystals // Chaos, Solitons and Fractals. 2021. V. 143. P. 110542.

  6. Сироткин В.В., Зотов А.В., Тулин В.А. Компьютерный анализ резистивных переключений в структуре на основе микрокристалла селенида висмута // Микроэлектроника. 2022. Т. 51. № 6. С. 457–465.

  7. Сироткин В.В. Компьютерное исследование влияния неоднородностей металлического контакта на резистивные переключения в гетероструктуре на основе селенида висмута // Микроэлектроника. 2021. Т. 50. № 5. С. 363–369.

  8. Tumelero M.A., Faccio R., Pasa A.A. The role of interstitial native defects in the topological insulator Bi2Se3 // J. Phys. Condens. Matter. 2016. V. 28. № 42. P. 425801.

  9. Callaert C., Bercx M., Lamoen D., Hadermann J. Interstitial defects in the van der Waals gap of Bi2Se3 // Acta Crystallogr. Sect. B Struct. Sci. Cryst. Eng. Mater. 2019. V. 75. № 4. P. 717–732.

  10. Тулина Н.А., Сироткин В.В., Борисенко И.Ю., Иванов А.А. Моделирование резистивных переключений в гетероструктурах на основе оксидных соединений // Известия РАН, сер. Физическая. 2013. Т. 77. № 3. С. 297–299.

  11. Tulina N.A., Borisenko I.Yu., Sirotkin V.V. Bipolar resistive switchings in Bi2Sr2CaCu2O8+δ // Solid State Communications. 2013. V. 170. № 1. P. 48–52.

Дополнительные материалы отсутствуют.