Effects of heat dissipation on unipolar resistance switching in Pt/NiO/Pt capacitors
我们制作了Pt/NiO/Pt电容器结构与不同的底部电极厚度，$t_{BE}$，并研究其电阻开关行为。具有$t_{BE} \geq 50$ nm的电容器表现出典型的单极电阻存储开关，而具有$t_{BE} \leq 30$ nm的电容器表现出阈值开关。这一有趣的现象可以用导电细丝的温度稳定性来解释。特别地，较薄的$t_{BE}$使得焦耳热的耗散效率较低，因此长丝将处于较高的温度并且变得较不稳定。这项研究表明，散热的电阻随机存取存储器的重要性。
2008-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Unipolar resistive switching in cobalt titanate thin films
报道了多晶钙钛矿型钴钛氧化物（CoTiO 3 ~ CTO）薄膜的10 4量级的巨阻开关、长达10 4 s的长时间电荷保持特性、非重叠的SET和SET电压、低阻态欧姆特性和高阻态空间电荷限制电流（SCLC）特性。对LRS和HRS状态进行了阻抗谱研究，这表明在电阻切换后仅体电阻发生变化，然而，在两种状态下体电容值都有很小的变化（<10%，在pF范围内）。这些结果表明，在LRS状态下，电流细丝在并联配置的许多小电容器中断开电容器，这进而在两种状态下提供相同的电容，即使相位角有90度变化和正切损耗的变化顺序。
2017-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Unipolar Resistance Switching in Amorphous High-k dielectrics Based on Correlated Barrier Hopping Theory
我们提出了一种基于非晶LaLuO 3的非易失性阻变存储器，它已经被确定为晶体管中使用的高k栅介质的有前途的候选者。非晶LaLuO 3中发达的单极开关行为使其不仅适用于逻辑，而且适用于使用传统半导体或新兴纳米/CMOS架构的存储器应用。根据相关势垒跳跃理论，将高阻态和低阻态之间的导电转变归因于氧空位间距的变化。负责电阻开关的空位的平均迁移距离在纳米尺度上被证明，这可以解释6 ns的超快编程速度。根据开关原理，可以很好地理解氧化物开关参数分布的起源。此外，还开发了一种方法，使电阻式存储器的实际应用中的操作电压可预测。
2009-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Abnormal Resistance Switching Behaviors of NiO Thin Films: Possible Occurrence of Simultaneous Formation and Rupture of Conducting Channels
我们详细报道了NiO薄膜电阻开关的电流-电压（I-V）特性。在单极电阻切换中，通常认为当NiO从低电阻状态变为高电阻状态时，导电细丝将断裂。然而，我们发现，这种电阻开关有时会在电压和电流驱动的I-V测量期间显示出异常行为。我们使用随机断路器网络模型来解释异常开关行为是如何发生的。我们发现，这种电阻变化可以通过一系列雪崩过程发生，其中导电细丝可以形成也可以破裂。
2008-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Nonpolar resistive memory switching with all four possible resistive switching modes in amorphous ternary rare earth LaHoO3 thin films
研究了脉冲激光沉积非晶LaHoO 3（LHO）薄膜的阻变存储开关特性。在PtLHOPt存储单元中实现了具有所有四种可能的RS模式的非极性电阻开关（RS（正单极、正双极、负单极和负双极），具有高RON和ROFF比（在104至105的范围内）和非重叠开关电压（设置电压，VON 3.6至4.2 V，复位电压，VOFF 1.3至1.6 V），具有约5%至8%的小变化。X射线光电子能谱和温度依赖的开关特性研究表明，在低阻态（LRS），金属钬（Ho）和氧空位（VO）构成了导电纳米丝（CNFs）.电流-电压特性的详细分析进一步证实了LRS中基于类金属（欧姆）传导的CNF的形成。西蒙斯肖特基发射被认为是占主导地位的电荷传输机制在高阻态。
2015-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Light induced resistive switching in copper oxide thin films
以氧化铜薄膜为基底的金属-绝缘体-金属结构在白光照射下，其上电极为Al、Cr和Ni，下电极为Au或Pt。白光脉冲控制设置过程，并且该光诱导设置（LIS）可以在非常低的电压（数十毫伏）下执行，这在正常设置过程中是不可能的。LIS在脉冲的正沿启动，并且没有光的下降沿的影响。在大多数情况下，高电阻状态（HRS）到低电阻状态（LRS）的转变是不可逆的，即，即使在光脉冲被切断之后，器件继续保持在LRS中。光致复位（LIR）仅在一种器件结构Al/CuxO/Au中实现。通过使用LIS和LIR，可以在很大程度上降低器件的置位和复位功率，并且也减小了置位和复位参数的变化。因此，目前的工作，指向的可能性的形成和顺应性的电阻式随机存取存储器设备。
2020-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Electric field Control of Exchange Bias by Resistive Switching
我们在Si/SiO2/Pt/Co/NiO/Pt器件中展示了电场控制的交换偏置（EB）效应和单极阻变行为。通过施加一定的电压，器件在高阻态下显示出明显的电子束，而在低阻态下显示出可忽略的电子束。导电丝形成和断裂的NiO层，但附近的Co-NiO界面被认为是在确定组合电阻开关和EB现象中发挥主导作用。该工作为设计多功能、非易失性的磁电式随机存储器件提供了一条新的途径。
2017-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Non-volatile bipolar resistive switching in sol-gel derived BiFeO3 thin films
采用简单的溶胶-凝胶法在FTO玻璃衬底上制备了厚度约为70 nm的BiFeO 3薄膜，并制备了Ag/BiFeO 3/FTO RRAM器件。该器件显示出低电压双极开关，最大Ion/Ioff约为450，低置位和复位电压分别约为1.1 V和-1.5 V。器件在开关循环中保持稳定，保留时间约为104 s，无任何显著退化。置位和复位电压的变化分别为0.4 V和0.6 V。我们发现，欧姆和陷阱控制的空间电荷限制导电负责低和高电阻状态，分别。电阻开关机制是由于金属丝的形成和断裂过程中的Ag离子的氧化和还原的设置和复位状态。
2018-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Reaction-Drift Model for Switching Transients in Pr$_{0.7}$Ca$_{0.3}$MnO$_3$ Based Resistive RAM
早些时候，通过漂移扩散（DD）（包括TCAD中的自加热（SH））（但没有离子传输）对PCMO RRAM进行直流空穴电流建模，能够解释在电阻开关之前实验观察到的SCLC特性。此外，使用DD+SH模型的瞬态分析能够再现在电阻切换之前在约100 ns时间尺度下实验观察到的快速电流增加，随后是饱和增加。然而，阻变需要包括离子传输。我们提出了一个反应漂移（RD）模型的氧化物离子，这是结合DD+SH模型。在实验上，SET操作由3个阶段组成，而SET操作由4个阶段组成。DD+SH+RD模型能够在一定范围的偏置、温度下，在10 $^{-8}$-1 s的时间尺度范围内再现SET和RESET操作的整个瞬态行为。值得注意的是，再现了$log(I)\propto m*log(t)$的普遍的聚合行为，其中$m\approx -1/10$。定量不同的电压时间的困境，设置和浪涌也复制了一系列的环境温度。这展示了基于PCMO的RRAM中的电阻切换的综合模型。
2017-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Realization of the Switching Mechanism in Resistance Random Access Memory (RRAMTM) Devices: Structural and Electronic Properties Affecting Electron Conductivity in Halfnium Oxide-Electrode System through First Principles Calculations
电阻式随机存取存储器（RRAMTM）器件具有电感应纳米级电阻开关能力，作为未来的非易失性存储器器件已经获得相当大的关注。在这里，我们提出了一种机制，开关的基础上的氧空位迁移驱动的电子性质的变化的过渡金属氧化物（TMO）膜刺激设置脉冲电压。我们使用基于密度泛函理论（DFT）的计算来解释氧空位及其迁移对HfO 2和Ta/HfO 2系统的电子性质的影响，从而创建RRAMTM开关机制的整个故事。计算得到的氧空位迁移的激活能垒与实验得到的置位和复位脉冲电压的结果一致。了解这种机制将有助于有效地实现这些器件中的材料设计。
2011-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic unipolar features in con- ductivity of point contacts between normal and ferromagnetic d-metals (Co, Ni, Fe)
在正常金属和铁磁金属（N-F）之间的纳米接触中，在达到约10^9 A/cm ^2的高电流密度时，检测到微分电阻dV/dI（V）与偏置电压V之间1%量级的突变。当电子流从超导金属进入铁磁体并与电流在铁磁体中感应的磁化激发相联系时，观察到dV/dI（V）中的这些特征。施加外部磁场导致观察到的特征向更高的偏置电流偏移，从而证实了该效应的磁性性质。观察到这种效果的非弹道（非光谱）制度的电流在nanocontacts。因此，在最近的文献中广泛研究的多层N-F结构（纳米柱）中的电流感生磁导效应具有更普遍的特征，并且可以通过单个N-F界面处的弹性电子散射来激发。
2006-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Resistance Switching Properties of Stoichiometric and Nitrogen Implanted Silicon Nitride Nanolayers on N and P-Type Si Substrates
Institute of Nanoscience and Nanotechnology, NCSR “Demokritos”（纳米科学与纳米技术研究所，德谟克利特国家研究中心）
研究了氮掺杂对硅氮纳米层在N型和P型硅基底上电阻开关特性的影响，通过实验分析揭示了陷阱密度和SET-RESET电压的变化及导电路径的形成机制。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Out-of-Plane Resistance Switching of 2D Bi2O2Se at Nanoscale
二维硒氧化铋（Bi_2O_2Se）具有高电子迁移率，在纳米电子学领域具有巨大的应用潜力。虽然Bi2O2Se的面内性质已被广泛研究，但其面外电输运行为仍然难以捉摸，尽管它在制造具有新功能和高集成密度的器件中具有重要意义。本文利用导电原子力显微镜研究了二维Bi_2O_2Se纳米尺度下的离面电学性质。我们发现，具有可调的高度和大小的小丘后，施加垂直电场形成的Bi2O2Se。有趣的是，这样的小丘是在垂直方向上导电，导致以前未知的面外电阻切换在厚的Bi 2 O2 Se薄片，而欧姆导电特性在薄的。此外，我们观察到的转变，从双极到稳定的单极导电厚Bi2O2Se薄片具有这样的小丘，这表明其潜在的功能作为一个选择器在垂直设备。我们的工作揭示了2D Bi2O2Se独特的面外输运行为，为基于这种新兴的2D材料制造垂直器件提供了基础。
2021-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantum Conductors Formation and Resistive Switching Memory Effects in Zirconia Nanotubes
具有薄氧化层的金属-电介质-金属三明治结构用于非易失性存储器的忆阻元件的发展前景归因于可靠地形成具有量子化电阻的持续功能态的可能性。本文研究了基于非化学计量$ZrO_2$纳米管的忆阻器在不同阻变模式下的特性。已使用$Zr$箔的阳极氧化来合成$1.7$ $μ$ $m$厚度的氧化锆层，其由具有75 nm外径的垂直取向的纳米管的有序阵列组成。采用掩模磁控沉积法制备了$Zr/ZrO_2/Au$夹层结构。研究了$Zr/ZrO_2/Au$忆阻器在单极和双极模式下的阻变效应。评估了高电阻（HRS）和低电阻（LRS）状态之间的电阻比$\geq3\cdot10^4$。研究发现，由于形成了基于氧空位的量子导体（$V_O$），LRS的电导率在很宽的范围内被量子化，最小值为$0.5G_0=38.74$ $μ$ $S$。已经提出了允许$V_O$在施加的电场中迁移的$Zr/ZrO_2/Au$忆阻器的电阻切换机制。结果表明，欧姆型和空间电荷限制的电导率实现在LRS和HRS，相应的。我们提出的结果，可用于开发有效的忆阻器的功能$Zr/ZrO_2/Au$纳米层结构的基础上，具有多个电阻状态和高电阻比。
2021-02-07 cond-mat.mtrl-sci
UV-photon and electrically driven resistance switching in ZnO nanotube arrays
在ITO衬底上制备的垂直排列的ZnO纳米管阵列表现出很强的持续光电导（PPC）效应和电驱动电导开关行为，尽管后者表现出从高电导状态到低电导状态的逐渐衰减。与电开关不同，PPC不能通过电脉冲复位或反转。依赖于激发波长的电导测量表明在价带边缘以上~ 240 meV处存在缺陷局域态（DLS），支持了这些DLS的双电离是PPC效应的原因的假设.
2009-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi-HfO$_x$/ AlO$_y$ and AlO$_y$/ HfO$_x$ Based Memristor Devices: Role of Bi-layered Oxides in Digital Set and Analog Reset Switching
了解氧化物基忆阻器器件的阻变行为或电阻变化，对于预测它们对已知电输入的响应至关重要。此外，利用忆阻器的已知电响应，可以确认其在非易失性存储器和/或人工神经网络中的有用性。尽管已经报道了双层或多层氧化物与单层氧化物相比可以改善开关性能，但是仍然缺少关于为什么对于某些氧化物组合可以容易地改善开关的详细解释。在此，我们制备了两种类型的双层异质结器件，准HfO $_x$ /AlO $_y$和AlO $_y$ /HfO $_x$夹在Au电极之间，并研究了它们的电响应。为了更深入地理解开关机制，还考虑了仅HfOx器件的性能，其用作控制器件。双层异质结构的作用进行了研究，使用实验和模拟结果。我们的研究结果表明，协同开关性能可以实现与这些材料和/或设备的适当组合。这些结果为设计用于模拟响应的更有效的双层或多层忆阻器器件开辟了途径。
2021-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The Role of Tunneling Oxide in the Low Frequency Noise of Multi-level Silicon Nitride ReRAMs
本文通过低频噪声统计分析揭示了氮化硅 ReRAM 多级阻变中隧穿氧化层的作用，证明高阻态开关主要由氮空位数量变化调节导电细丝电导率引起，且不损害界面质量。
2025-02-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Filamentary Transport and Thermoelectric Effects in Mushroom Phase Change Memory Cells
University of Connecticut（康涅狄格大学）
通过二维有限元电热计算，研究Ge2Sb2Te5蘑菇型相变存储单元在Reset和Set操作中的热电效应和丝状电子输运，发现极性影响能耗和编程区域，编程体积不随接触尺寸缩放。
2026-06-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Landau-like formalism for the thermal-runaway and filamentation instabilities in switching Mott devices
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）；Centre for Nanoscience and Engineering, Indian Institute of Science（印度科学院纳米科学与工程中心）
本文提出类朗道动力学框架，将莫特器件开关转变描述为鞍-结分岔，以丝宽为序参量预测一级相变，并通过VO2实验验证，为器件设计提供基础。
2026-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
