Температурно-индуцированный переход между режимами резистивного переключения мемристивных кроссбар-структур на основе парилена

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Для создания нейроморфных вычислительных систем (НВС), способных эффективно решать задачи искусственного интеллекта, необходимы элементы с кратко- и долгосрочными эффектами памяти. Мемристоры являются перспективными кандидатами для реализации таких элементов, так как демонстрируют волатильные и неволатильные режимы резистивного переключения (РП). Представляют интерес структуры, в которых возможна реализация обоих режимов РП в одном устройстве. В данной работе исследованы нанокомпозитные мемристоры на основе парилена с наночастицами МоО3 в удобной для построения НВС кроссбар-архитектуре. Для таких структур был обнаружен обратимый температурно-индуцированный переход между волатильным и неволатильным режимом РП при подборе либо локальной, контролируемой током ограничения, либо внешней температуры. Кроме того, элементы кроссбар-структур показали высокую выносливость к циклическим РП, возможность удержания состояний в неволатильном режиме и многоуровневый характер РП. Полученные результаты открывают возможности для использования кроссбар-структур на основе парилена в биоподобных НВС.

Об авторах

А. Н. Мацукатова

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”;Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: an.matcukatova@physics.msu.ru
123182, Москва, Россия;119991, Москва, Россия

А. Д. Трофимов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”;Московский физико-технический институт

Email: an.matcukatova@physics.msu.ru
123182, Москва, Россия; 141701, Долгопрудный, Московская область, Россия

А. В. Емельянов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”;Московский физико-технический институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: an.matcukatova@physics.msu.ru
123182, Москва, Россия; 141701, Долгопрудный, Московская область, Россия

Список литературы

  1. P. A. Merolla, J. V. Arthur, R. Alvarez-Icaza et al. (Collaboration), Science 345, 668 (2014).
  2. S. Kumar, R. S. Williams, and Z. Wang, Nature 585, 518 (2020).
  3. Y. Zhang, Z. Wang, J. Zhu, Y. Yang, M. Rao, W. Song, Y. Zhuo, X. Zhang, M. Cui, L. Shen, R. Huang, and J. J. Yang, Appl. Phys. Rev. 7, 011308 (2020).
  4. L. Yuan, S. Liu, W. Chen, F. Fan, and G. Liu, Adv. Electron. Mater. 7, 2100432 (2021).
  5. W. Wang, M. Wang, E. Ambrosi, A. Bricalli, M. Laudato, Z. Sun, X. Chen, and D. Ielmini, Nat.Commun. 10, 81 (2019).
  6. M. D. Pickett, G. Medeiros-Ribeiro, and R. S. Williams, Nat. Mater. 12, 114 (2013).
  7. A. N. Matsukatova, N. V. Prudnikov, V. A. Kulagin et al. (Collaboration), Adv.Intell. Syst. 5, 2200407 (2023).
  8. S. Shchanikov, A. Zuev, I. Bordanov, S. Danilin, V. Lukoyanov, D. Korolev, A. Belov, Y. Pigareva, A. Gladkov, A. Pimashkin, A. Mikhaylov, V. Kazantsev, and A. Serb, Chaos, Solitons and Fractals 142, 110504 (2021).
  9. T. Luibrand, A. Bercher, R. Rocco et al. (Collaboration), Phys. Rev. Research 5, 013108 (2023).
  10. S. Balatti, S. Larentis, D. C. Gilmer, and D. Ielmini, Adv. Mater. 25, 1474 (2013).
  11. S. E. Kim, M.-H. Kim, J. Jang, H. Kim, S. Kim, J. Jang, J.-H. Bae, I. M. Kang, and S.-H. Lee, Adv.Intell. Syst. 4, 2200110 (2022).
  12. H. Sun, Q. Liu, C. Li, S. Long, H. Lv, C. Bi, Z. Huo, L. Li, and M. Liu, Adv. Funct. Mater. 24, 5679 (2014).
  13. Q. Tian, X. Chen, X. Zhao, Z. Wang, Y. Lin, Y. Tao, H. Xu, and Y. Liu, Appl. Phys. Lett. 122, 153502 (2023).
  14. A. A. Minnekhanov, B. S. Shvetsov, M. M. Martyshov, K. E. Nikiruy, E. V. Kukueva, M. Yu. Presnyakov, P. A. Forsh, V. V. Rylkov, V. V. Erokhin, V. A. Demin, and A. V. Emelyanov, Org. Electron. 74, 89 (2019).
  15. A. A. Minnekhanov, A. V. Emelyanov, D. A. Lapkin, K. E. Nikiruy, B. S. Shvetsov, A. A. Nesmelov, V. V. Rylkov, V. A. Demin, and V. V. Erokhin, Sci. Rep. 9, 10800 (2019).
  16. А. Н. Мацукатова, А. В. Емельянов, А. А. Миннеханов, В. А. Демин, В. В. Рыльков, П. А. Форш, П. К. Кашкаров, Письма в ЖЭТФ 112, 379 (2020).
  17. W. Banerjee, Q. Liu, and H. Hwang, J. Appl. Phys. 127, 051101 (2020).
  18. Q. Chen, M. Lin, Z. Wang, X. Zhao, Y. Cai, Q. Liu, Y. Fang, Y. Yang, M. He, and R. Huang, Mater. 5, 1800852 (2019).
  19. А. Н. Мацукатова, А. В. Емельянов, А. А. Миннеханов, Д. А. Сахарутов, А. Ю. Вдовиченко, Р. А. Камышинский, В. А. Демин, В. В. Рыльков, П. А. Форш, С. Н. Чвалун, П. К. Кашкаров, Письма в журнал технической физики 46, 25 (2020)
  20. A. N. Matsukatova, A. V. Emelyanov, A. A. Minnekhanov, D. A. Sakharutov, A. Yu. Vdovichenko, R. A. Kamyshinskii, V. A. Demin, V. V. Rylkov, P. A. Forsh, S. N. Chvalun, and P. K. Kashkarov. Tech. Phys. Lett. 46, 73 (2020).
  21. B. S. Shvetsov, A. A. Minnekhanov, A. V. Emelyanov, A. I. Ilyasov, Y. V. Grishchenko, M. L. Zanaveskin, A. A. Nesmelov, D. R. Streltsov, T. D. Patsaev, A. L. Vasiliev, V. V. Rylkov, and V. A. Demin, Nanotechnology 33, 255201 (2022).
  22. A. N. Matsukatova, A. Y. Vdovichenko, T. D. Patsaev, P. A. Forsh, P. K. Kashkarov, V. A. Demin, and A. V. Emelyanov, Nano Res. 16, 3207 (2023).
  23. K. E. Nikiruy, A. V. Emelyanov, V. A. Demin, V. V. Rylkov, A. V. Sitnikov, and P. K. Kashkarov, Tech. Phys. Lett. 44, 416 (2018).
  24. N. Ge, M.-X. Zhang, L. Zhang, J. J. Yang, Z. Li, and R. S. Williams, Semicond. Sci. Technol. 29, 104003 (2014).
  25. P. Praveen, T. P. Rose, and K. J. Saji, Microelectronics J. 121, 105388 (2022).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023