Мемристивный эффект в сэндвич-структуре металл/полупроводник/металл на основе анодированного диоксида титана : магистерская диссертация

Abstract

Объектом исследования являются структуры металл/полупроводник/металл на основе анодированных слоев диоксида титана толщиной от 60 до 500 нм с диаметром нанотрубок от 30 до 60 нм, полученных во фторсодержащем растворе. Цель работы – исследование влияния толщины оксидного слоя, материала электрода и его площади на процессы резистивного переключения сэндвич-структур Ti/TiO2/Ме на основе нанотубулярного диоксида титана. Синтезированы сэндвич-структуры Ti/TiO2-НТ/Au и Ti/TiO2-НТ/Ag с диаметрами мемристивных элементов ≈ 100 мкм и ≈ 5,5 мм. Аттестация образцов проведена методами растровой электронной и оптической микроскопии, рентгенофазового анализа и спектроскопии комбинационного рассеяния. Исследованы ВАХ сфабрикованных структур в полных циклах резистивного переключения и в процессах, симулирующих многократное считывание информации. Получено, что микромемристор Ti/TiO2-НТ/Au с толщиной оксидного слоя 160 нм имеет наилучшие характеристики биполярного переключения среди исследованных. Продемонстрирована работоспособность структуры на протяжении 17 тыс. циклов переключения. Сделан вывод о возможности использования микромемристоров Ti/TiO2-НТ/Au в качестве перспективных элементов резистивной памяти.

The object of investigation of metal/semiconductor/metal structures based on the anodized layer of titanium dioxide. Ones are 60 – 500 nm thick with 30 – 60 nm diameter of nanotubes obtained in fluorine-containing solution. The goal of this paper is to investigate the effect of oxide layer thickness, its electrode material and the area on resistive switching processes in sandwich Ti/TiO2/Me nanotubular structures based on titanium dioxide. Sandwich structures of Ti/TiO2-NT/Au and Ti/TiO2-NT/Ag with diameters of memristive elements about 5.5 mm and 100 µm have been synthesized. Characterization of samples was carried out by scanning electron and optical microscopy, X-ray diffraction and Raman spectroscopy. CVC fabricated structures in the full cycle of the resistive switching and processes simulating multiple reading of information were studied. It was found that Ti/TiO2-NT/Au micromemristor with a thickness of the oxide layer about 160 nm has the best bipolar switching characteristics among studied samples. Structure performance within 17 thousands switching cycles was demonstrated. It is concluded that Ti/TiO2-NT/Au micromemristors were proved to be promising resistive memory elements.