Resistive Switching Effect in TaN/HfOx/Ni Memristors with a Filament Formed under Local Electron-Beam Crystallization

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The influence of an intense electron beam on a nonstoichiometric oxide HfOx (х@) layer of a TaN/HfOx/Ni memristor on its electrophysical properties is studied. It is found that the crystalline h-Hf, m‑HfO2, o-HfO2, and t-HfO2 phases are formed in the HfOx film under this impact. It is established that memristors demonstrate resistive switching at certain electron fluence values. At the same time, such memristors have resistive switching voltages several times lower than those of unirradiated memristors. In addition, they exhibit a multiple decrease in the spread of resistive switching voltages, as well as resistances in low- and high-resistance states. The current–voltage curves of the obtained memristors indicate that the charge transport in them is described by the space-charge-limited current mechanism.

About the authors

V. A Voronkovskiy

Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, 630090, Novosibirsk, Russia

Email: voronkovskii@isp.nsc.ru

A. K Gerasimova

Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, 630090, Novosibirsk, Russia

Email: voronkovskii@isp.nsc.ru

V. Sh Aliev

Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, 630090, Novosibirsk, Russia; Novosibirsk State Technical University, 630073, Novosibirsk, Russia

Author for correspondence.
Email: voronkovskii@isp.nsc.ru

References

  1. D. H. Kwon, K. M. Kim, J. H. Jang, J. M. Jeon, M. H. Lee, G. H. Kim, X. S. Li, G. S. Park, B. Lee, S. Han, M. Kim and C. S. Hwang, Nat. Nanotechnol. 5, 148 (2010).
  2. F. Miao, J. P. Strachan, J. J. Yang, M. X. Zhang, I. Goldfarb, A. C. Torrezan, P. Eschbach, R. D. Kelley, G. Medeiros-Ribeiro, and R. S. Williams, Adv. Mater. 23, 5633 (2011).
  3. Q. Liu, J. Sun, H. Lv, S. Long, K. Yin, N. Wan, Y. Li, L. Sun, and M. Liu, Adv. Mater. 24, 1844 (2012).
  4. I. Valov, Semicond, Sci. and Technol. 32, 093006 (2017).
  5. Y. Zhang, Z. Wang, J. Zhu, Y. Yang, M. Rao, W. Song, Y. Zhuo, X. Zhang, M. Cui, L. Shen, and R. Huang, Appl. Phys. Lett. 7, 011308 (2020).
  6. Y. Y. Chen, IEEE T. Electron. Dev. 67, 1420 (2020).
  7. A. Hardtdegen, H. Zhang, and S. Ho mann-Eifert, ECS Transactions 75, 177 (2016).
  8. J. Wang, L. Li, H. Huyan, X. Pan, and S. S. Nonnenmann, Adv. Funct. Mater. 29, 1808430 (2019).
  9. E. Wu, T. Ando, Y. Kim, R. Muralidhar, E. Cartier, P. Jamison, M. Wang, and V. Narayanan, Appl. Phys. Lett. 116, 082901 (2020).
  10. P. Bousoulas and D. Tsoukalas, Int. J. High Speed Electron. Syst. 25, 1640007 (2016).
  11. A. K. Gerasimova, V. S. Aliev, G. K. Krivyakin, and V. A. Voronkovskii, SN Appl. Sci. 2, 1 (2020).
  12. V. A. Voronkovskii, V. S. Aliev, A. K. Gerasimova, and D. R. Islamov, Mat. Res. Express 6, 076411 (2019).
  13. V. A. Voronkovskii, V. S. Aliev, A. K. Gerasimova, and D. R. Islamov, Mat. Res. Express 5, 016402 (2018).
  14. K. A. Kanaya and S. Okayama, J. Phys. D: Appl. Phys. 5, 43 (1972).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».