Electroforming Free Controlled Bipolar Resistive Switching in Al/CoFe2O4/FTO device with Self-Compliance Effect
利用Al（铝）/CoFe 2 O 4/FTO（掺氟氧化锡）器件在纳米结构CoFe 2 O 4薄膜中观察到可控双极阻变（BRS）。所制造的器件示出了无电铸的均匀BRS，其具有两个清楚区分的且稳定的电阻状态，而没有任何顺从电流（CC）的施加，其中高电阻状态（HRS）和低电阻状态（LRS）的电阻比> 102。小的开关电压（< 1伏）和两种电阻状态下的较低电流证实了低功耗器件的制造。在LRS中，导电机制被发现是欧姆性质，而高电阻状态（HRS/OFF状态）是由空间电荷限制的导电机制，这表明存在的界面层与不完善的微观结构附近的顶部Al/CFO界面。该器件表现出非易失性行为，具有良好的耐久性能、可接受的电阻比、由于稳定的、较少随机的细丝形成/断裂而导致的均匀的电阻切换以及通过选择不同的停止电压对电阻切换性能的控制，这使得该器件适合于其在未来的非易失性电阻随机存取存储器（ReRAM）中的应用。
2018-02-10 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
Investigation of Forming Free Bipolar Resistive Switching Characteristics in Al/Mn3O4/FTO RRAM Device
利用Al（Aluminum）/Mn_3O_4/FTO（Fluorine doped Tin Oxide）阻变存储器（RRAM）器件在Mn_3O_4中实现了双极阻变（BRS）现象。所制备的RRAM器件表现出良好的保持性、非易失性和形成自由BRS。利用电流-电压特性和电阻温度特性研究了其导电机理和热激活能。高阻态（HRS）与低阻态（LRS）的电阻比约为102。所制备的RRAM器件在LRS态和HRS态表现出不同的导电机制，如欧姆导电和空间电荷限制导电（SCLC）。氧空位的导电丝（CF）的断裂和形成通过改变外部电压的极性而发生，这可能是所制造的RRAM器件中的电阻切换特性的原因。该制造的RRAM器件适合于在未来的高密度非易失性存储器（NVM）RRAM器件中的应用。
2021-05-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Complementary Resistive Switching in Tantalum Oxide-Based Resistive Memory Devices
互补电阻开关（CRS）被认为是解决无源交叉电阻存储器阵列大规模集成中潜在路径问题的一种可能方案。典型的CRS由反串联连接的两个双极存储器单元组成。在这里，我们报告了一个钽氧化物为基础的电阻存储器，实现了在一个单一的存储单元的互补开关功能。互补开关效应伴随着在不同的电压偏置制度的开关极性反转。这些影响被解释为钽氧化物层内的氧空位的重新分配。讨论了对称性破缺对双极开关和互补开关的影响。
2012-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Role of interface reaction on resistive switching of Metal/a-TiO2/Al RRAM devices
为了更清楚地理解顶层金属电极与氧化钛层之间的界面反应所起的作用，我们研究了不同顶层金属对Metal/a-TiO 2/Al器件阻变特性的影响。具有最高氧亲和力的顶部Al器件显示出最好的存储性能，这归因于界面层（Al-Ti-O）的快速形成，如高分辨率透射电子显微镜和电子色散谱所证实的。因此，我们得出的结论是，界面层，由顶部金属电极和TiO 2层之间的氧化还原反应产生的，起着至关重要的作用，在双极电阻开关的金属/TiO 2/Al系统的行为。
2010-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bipolar resistive switching characteristics of poly(3,4-ethylene-dioxythiophene): poly(styrenesulfonate) thin film
研究了夹在铝电极之间的聚（3，4-乙撑二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT：PSS）薄膜的可逆阻变特性。J-V扫描曲线表现出滞后行为，这取决于所施加的偏压的极性。通过对I-V曲线的分析，揭示了该结中的电荷输运遵循体空间电荷限制导电（SCLC）模型。利用透射电子显微镜（TEM）分析，证实了PEDOT：PSS膜的初始高电阻状态与Al金属电极与PEDOT：PSS膜之间的氧化还原反应诱导的PSS-链的偏析有关。正空间电荷存在于PEDOT：PSS薄膜的顶部区域，可以被认为是电子捕获和释放过程的一个可能的陷阱中心。
2009-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cyclic electric field stress on bipolar resistive switching devices
本文研究了在铜氧化物超导体$_2$ O $_{7-δ}$（YBCO）表面上溅射金属（Au，Pt）所形成的界面的非易失性电阻态随周期性脉冲幅值增加而增加的效应。我们分析了在不同温度（$T$）下施加脉冲$N$的数目对高（$R_H$）态和低（$R_L$）态[ $α=(R_{H}-R_{L})/R_{L}$]之间的剩余电阻变化的相对幅度的影响。我们表明，产生阻变（RS，即$α>0$）所需的临界电压（$V_c$）随着$N$或$T$的增加而减小。我们还发现了脉冲电压和产生$α=α_0$的RS所需的脉冲数$N_{α_0}$之间的幂律关系。这种关系仍然非常相似的Basquin方程用于描述应力疲劳寿命曲线在机械测试。这指出了RS的物理学之间的相似性，与由电脉冲引起的氧空位的扩散相关，以及受到重复机械应力的材料中缺陷的传播。
2013-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Modelling of Current Percolation Channels in Emerging Resistive Switching Elements
封装在金属-绝缘体-金属（MIM）结构内的金属氧化物可以表现出单极和双极开关机制，使它们能够表现出多种电阻状态并最终用作存储器元件。识别阻变背后的重要物理机制可以使这些器件更有效，更可靠地长期使用。在本文中，我们提出了一种新的方法来分析阻性开关的建模为2D和3D网格断路器网络的两个终端设备的活动核心。该模型表明，实质性的电阻开关只能通过形成连续的电流渗流通道来支持，而多状态容量归因于多个通道的建立和湮灭。
2012-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of changing electrode metal on solution-processed flexible titanium dioxide memristors
柔性溶液处理的忆阻器根据电极材料的选择显示不同的行为。将金用于两个电极导致可切换的WORM（一次写入多次读取）电阻装置。两个电极都使用铝增加了行为的丰富性，从而允许弯曲和三角形忆阻开关电阻存储器。具有铝底部电极和金顶部电极的比较装置仅在铝电极为阴极时表现出显著的忆阻电阻切换，表明电极充当氧阴离子的源/汇。当金电极为阴极时，该电极因析氧而变形。这些结果表明，铝有助于稳定和促进溶胶-凝胶TiO $_2$器件中的忆阻行为，并且将电极从铝改变为金产生了根本上不同的器件特性。
2013-12-22 cond-mat.mes-hall 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
Resistive switching of tetraindolyl derivative in ultrathin films: A potential candidate for non-volatile memory applications
利用有机分子的双极阻变由于其具有结构简单、制造成本低、稳定性和灵活性等优点而在存储器应用中非常有前途。本文报道了利用有机材料吲哚衍生物的基于Langmuir-Blodgett和旋涂膜的双极阻变器件。利用压力-单位分子面积等温线、布儒斯特角显微镜、原子力显微镜和扫描电子显微镜对有机材料在薄膜上的组织和形貌进行了研究。基于器件结构和测量协议，观察到由1组成的器件显示出具有非常高的存储窗口、数据可持续性和可重复性的非易失性电阻随机存取存储器行为。氧化还原过程以及电场驱动的传导是这种开关行为背后的关键。由于非常好的数据保持性、可重复性，稳定性和高器件产率使用化合物1设计的开关器件可能是存储器应用的潜在候选者。
2021-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Resistive switching in ultra-thin La0.7Sr0.3MnO3 / SrRuO3 superlattices
如果能解决数据读写的关键问题，超晶格将在下一代电子和自旋电子器件中发挥重要作用。这种挑战来自于低维个体层与宏观世界的耦合。在这里，我们报告的混合结构的电阻开关特性的研究了超晶格与两个铁磁金属氧化物，La 0.7Sr 0.3MnO 3（LSMO）和SrRuO 3（SRO）的双层。双极电阻开关记忆效应的测量这些LSMO/SRO超晶格，所观察到的开关是由欧姆和空间电荷限制的导电定律。从耐久特性中可以明显看出，该单元的开/关存储窗口大于14，这表明该单元可以可靠地区分高阻态和低阻态之间的存储信息。这一发现可能为基于非易失性电阻存储效应的器件的构建铺平道路。
2014-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistive Switching Phenomena of HfO2 Films Grown by MOCVD for Resistive Switching Memory Devices
研究了金属有机化学气相沉积（MOCVD）法制备的HfO 2薄膜在ReRAM器件中的阻变特性。在所制备的Pt/HfO 2/TiN存储单元中，观察到双极阻变特性，并且在VREAD = 1V时，置位和复位状态分别被测量为低至7 μ A和4 μ A。关于阻变性能，在40次重复直流循环测试下观察到稳定的RS性能，其中置位/复位电压和电流的变化很小，在LRS和HRS中均具有超过105 s的良好保留特性。这些结果表明，MOCVD生长的HfO 2薄膜作为一个有前途的电阻开关材料的ReRAM应用的可能性。
2016-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity in higher titanium oxides
最近更新的最高转变温度在传统的超导体的硫氢化物吸引了人们的注意力，探索简单的化合物与较轻的元素，位于非常规条件。我们报告的发现超导性的简单氧化物的Ti4 O 7和g-Ti 3 O 5的薄膜形式具有故意调整的外延结构和非化学计量。这些更高的钛氧化物加入了一类简单的氧化物超导体，g-Ti 3 O 5现在拥有其中最高的超导转变温度7.1开尔文。超导电性背后的机制进行了讨论的基础上的电气测量和理论预测。我们的结论是超导性产生于不稳定的双极化绝缘态。
2016-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-speed ionic synaptic memory based on two-dimensional titanium carbide MXene
具有线性高速开关的突触设备可以加速硬件中包含的人工神经网络（ANN）的学习。然而，传统的电阻式存储器遭受高写入噪声和不对称电导调谐，阻止了超过传统计算效率所需的ANN阵列的并行编程。电化学随机存取存储器（ECRAM）通过将离子插入到氧化还原活性通道中而发生电阻切换，由于其线性切换和低噪声而解决了这些挑战。使用二维（2D）材料和金属氧化物的ECRAM存在离子动力学缓慢的问题，而有机ECRAM能够实现高速操作，但由于聚合物的温度稳定性较差，因此面临芯片上集成的重大挑战。在这里，我们展示了使用2D碳化钛（Ti3C2Tx）MXene的ECRAM，该MXene将有机物的高速和无机材料的集成兼容性结合在单个高性能器件中。我们的ECRAM结合了ANN并行加速所必需的速度、线性度、写入噪声、开关能量和耐久性指标，重要的是，它们在与Si电子器件进行后端集成所需的热处理后保持稳定。这些ECRAM的高速度和高性能引入了MXenes，这是一个2D碳化物和氮化物的大家族，迄今为止合成了30多种成分，是在电化学和电子学的关系下运行的设备的非常有前途的候选者。
2021-04-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Evolution of Resistive Switching Characteristics in WO3-x-based MIM Devices by Tailoring Oxygen Deficiency
报道了通过精确控制氧的非化学计量比调制的W/WO 3-x/Pt基薄膜忆阻器的阻变特性。通过测量器件的直流电流电压特性，研究了不同氧空位浓度下器件的RS特性。已经发现忆阻器中的电阻状态的可切换性强烈地依赖于WO 3-x层中的VOs浓度。取决于x，忆阻器表现出无成形双极、成形所需双极和不可成形特性。具有高VOs浓度（~1*1021 cm-3）的器件表现出较低的初始电阻和仅为15的存储窗口，随着VOs浓度降低至~5.8*1020 cm-3，存储窗口已增加至~6500。具有~6.2*1020 cm-3的VOs浓度的忆阻器已经实现了具有~2000的记忆窗口的无形成、稳定的RS。导电机制的研究表明，定制VOs浓度修改的形成和尺寸的导电丝以及肖特基势垒高度在WO 3-x/Pt界面，确定性地调制RS特性的WO 3-x基忆阻器。
2022-11-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
TiO$_2$-based Memristors and ReRAM: Materials, Mechanisms and Models (a Review)
忆阻器是基本的非线性电路元件，用于计算和计算机存储器。ReRAM（电阻式随机存取存储器）是被提议作为非易失性存储器的电阻式开关存储器。在这篇综述中，我们将总结这些密切相关的领域的最新技术水平，集中在钛白，这两种材料的良好利用和原型材料。我们将介绍材料特性、开关机制和模型，以展示ReRAM和忆阻器科学家可以相互学习的内容，并研究这些技术的前景。
2016-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.ET
Ferroelectricity and resistive switching in BaTiO$_3$ thin films with liquid electrolyte top contact for bioelectronic devices
我们研究了18 nm厚的外延BaTiO $_3$（BTO）薄膜在模型电解质-铁电-半导体（EFS）配置中的铁电和电阻开关行为。该系统是探索其潜在的铁电微电极在生物电子学。通过脉冲激光沉积（PLD）在半导体Nb掺杂（0.5wt\%）SrTiO $_{3}$（Nb：STO）单晶衬底上生长BTO膜。通过压电响应力显微镜（PFM）测量表明裸BTO薄膜的铁电性能。循环伏安法（CV）测量EFS配置，磷酸盐缓冲盐水（PBS）作为液体电解质的顶部接触，表明在双极电流-电压回路的特征铁电开关峰。通过分析EFS器件对单极电压信号的电流响应，证实了所观察到的开关峰的铁电性质。此外，电化学阻抗谱（EIS）测量表明，双极电阻开关的EFS设备，这是由BTO层的rebirth极化状态控制的行为。我们的研究结果代表了实现神经假体植入物和基于铁电微电极的混合神经计算系统的一个组成步骤。
2022-09-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Reconfigurable Filamentary Conduction in Thermally Stable Zeolitic Imidazolate Framework (ZIF-8) Resistive Switching Devices
本文研究以ZIF-8金属有机框架为阻变层的ReRAM器件，揭示其丝状导电机制，并展示其高稳定性、多级存储可调性及神经形态计算应用潜力。
2025-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Full Electrical Switching of a Freestanding Ferrimagnetic Metal for Energy-Efficient Bipolar Neuromorphic Computing
Beihang University（北京航空航天大学）；Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学）；Beijing University of Technology（北京工业大学）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）
通过水溶性牺牲层实现自由悬挂铁磁金属膜的全电气开关，用于高效双极神经形态计算。
2025-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Memristive switching of MgO based magnetic tunnel junctions
在这里，我们表明，隧道磁阻（TMR）和电阻开关（RS），可以同时观察到在纳米尺度的磁性隧道结。该器械的双极RS为6%，TMR率约为100%。对于每个磁状态，根据偏置历史产生多个电阻状态，这为多位数据存储和逻辑提供了一种方法。在忆阻系统的框架下讨论了电子输运测量。比较了制备的MgO阻挡层，以深入了解开关机制。
2009-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Influence of Humidity on the Resistive Switching of Hexagonal Boron Nitride-Based Memristors
本研究探讨了湿度对基于六方氮化硼且具活性镍电极的忆阻器阻变特性的影响，发现在真空缺水环境下电铸被抑制导致无法开关，为半导体芯片的高真空加工与封装应用提供了重要启示。
2025-01-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Oxide layer thickness effects on the resistance switching characteristics of Ti/TiO2-NT/Au structure
采用钛箔阳极氧化法制备了自有序纳米管TiO 2-NT，其外径为45 nm。制备了四组直径为100 $μm$的基于Ti/TiO 2-NT/Au三明治结构的忆阻器，其氧化层厚度分别为80、120、160和200 nm。电流-电压（CV）特性的静态和动态操作模式下获得的样品进行了研究。估计高电阻状态和低电阻状态下的电阻。通过对动态模式下（> 14000次开关）CV特性的分析，指出了氧化层厚度为160 nm的Ti/TiO 2-NT/Au微忆阻器在非易失性存储器中的应用前景。关键词：阳极二氧化钛，钛白纳米管，纳米管结构，忆阻器，阻变
2019-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Resistive switching in HfO2-x/La0.67Sr0.33MnO3 heterostructure: An intriguing case of low H-field susceptibility of an E-field controlled active interface
高性能非易失性电阻式随机存取存储器（ReRAM）及其小激励控制对于新兴物联网（IOT）领域的高速计算和大数据处理具有极大的兴趣。本文研究了生长控制HfO 2/La0.67Sr0.33MnO3异质结构的阻变特性及其在低磁场下的可调谐性。结果表明，由于富斜方晶系相结构和电荷（脱）陷型肖特基导电，缺氧HfO 2薄膜具有高开/关比、稳定的保持力和良好的耐久性.最重要的是，我们已经证明，RS可以通过非常低的外部施加的磁场（0-30 mT）进行调谐。值得注意的是，施加30 mT的磁场导致RS完全淬火并冻结在高电阻状态（HRS），即使在去除磁场之后也是如此。然而，可以通过施加比初始切换的偏置电压更高的偏置电压来恢复猝灭状态。这被认为是HfO 2-x/LSMO界面两侧的电子和离子活性性质的结果，以及其对电场和低磁场效应的敏感性。这一结果可以为接口工程高性能氧电子ReRAM器件的新设计铺平道路。
2021-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Ultra-thin Potassium Tungsten Bronze Single Crystals with Optically Contrasting Domains and Resistive Switching
本研究开发了一种固-液-固生长策略，成功合成超薄钾钨青铜单晶纳米带，实现了可重现的双极性电阻开关及神经形态可塑性，为电场驱动离子迁移和离子电子存储应用提供了理想模型材料。
2025-09-16 cond-mat.mtrl-sci
In-situ Study of Understanding the Resistive Switching Mechanisms of Nitride-based Memristor Devices
针对界面型阻变器件机制研究不足的问题，通过原位电镜等技术揭示氮化物基忆阻器的阻变源于氧空位沿晶界迁移调制肖特基势垒，为超低功耗忆阻器制备提供新思路。
2024-10-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electronic and magnetic properties of Ti4O7 predicted by self-interaction corrected density functional theory
了解氧化钛的亚化学计量相（如Magnéli相Ti4 O 7）的电子特性对于设计和建模电阻开关器件至关重要。本文采用基于原子轨道的自相互作用修正（ASIC）的密度泛函理论方法，对Magnéli相Ti_4O_7、金红石相TiO_2和Ti_2O_3进行了研究。我们预测了一个新的反铁磁基态在低温相（或LT相），我们解释了与竞争的反铁磁态的能量差使用海森堡模型。预测的能量排序的这些国家在LT阶段计算是强大的，在广泛的建模各向同性应变。我们还研究了Ti-O相的电子结构与化学计量比的关系。钛t2 g轨道的分裂随着氧缺乏的增加而增强，因为Ti-O被还原。所有这些相的电子性质可以通过应用ASIC来合理地描述，其中过渡金属氧化物的标准值为经验参数α为0.5，表示所应用的自相互作用校正的大小。
2015-02-26 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Effect of Functional Group on Electrical Switching Behaviour of an Imidazole Derivative in Langmuir-Blodgett Film
在这里，我们报告的设计和合成的咪唑衍生物，即1-苄基-2，4，5-三芳基咪唑和它的开关行为组装到LB膜。用表面压-分子面积等温线、滞后分析和原位布儒斯特角显微镜研究了咪唑在空气-水界面上的单分子膜特性。这些研究表明，在水亚相中形成稳定的浮动朗缪尔膜。原子力显微镜的研究证实了成功的沉积到固体基底上的朗缪尔膜。由60层咪唑LB膜组成的器件表现出电阻双极开关行为，与第一次施加的偏置电压极性无关。观察到的双极开关已被解释的还原氧化过程。由于咪唑核中存在强可还原的C基团双键N，在偏压下容易发生还原氧化过程。在2的循环伏安法测量中存在尖锐的还原峰和氧化峰也支持该假设。苄基与咪唑核的存在下，在还原氧化过程中发挥了至关重要的规则，因此切换行为。当苄基被H取代时，没有观察到双极开关。在这种情况下，可氧化基团NH在偏压期间反对还原过程。这种类型的双极开关在有机电子学的未来技术应用中是非常有前途的。
2019-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Multiferroic Ti$_3$C$_2$T$_x$ MXene with Tunable Ferroelectric-controlled High Performance Resistive Memory Devices
基于铁电和铁磁现象的多铁性（MF）器件被认为是未来双功能微/纳电子学的有前途的候选者。二维材料中的多铁性现象在文献中很少报道。本文报道了一种简单的方法来揭示Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene薄膜在室温下的频率依赖性铁电性和多铁性。为了研究频率和极化对铁电性以及多铁性的影响，我们在零和非零静态磁场下测量的不同外部频率下进行了电极化的强度与电场的测量。为了进一步研究这种效应，还进行了磁电（ME）耦合以确认我们合成的Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene膜的多铁性。铁电电滞回效应是由于电畴壁在低频下的开关，继续在很大程度上响应于较高的频率。具有局域自旋矩的无序电偶极子之间的耦合可以导致强磁电耦合的存在。此外，三层存储器器件中的双极电阻切换还支持HT-Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene膜的铁电行为，并且由于铁电HT-Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene内部的最小介电损耗以及与非铁电Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene相比改进的开/关比，显示出切换行为的均匀可重复性。在室温下报道的独特的多铁性行为以及铁电调谐忆阻器器件将有助于理解2D材料的固有性质，并将建立新型的数据存储器件。
2022-08-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Variability analysis in memristors based on electrodeposited prussian blue
本研究针对电沉积普鲁士蓝薄膜忆阻器的电阻开关行为变异性展开统计分析，通过100次周期测试量化参数波动，证实其中等变异性可适配神经形态计算与硬件密码应用，为低成本多功能存储器提供候选方案。
2025-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Conduction Channel Formation and Dissolution Due to Oxygen Thermophoresis/Diffusion in Hafnium Oxide Memristors
过渡金属氧化物忆阻器或电阻式随机存取存储器（RRAM）开关因其良好的操作功率、耐久性、速度和密度而正在为存储级存储器进行大力开发。它们的商业部署严重依赖于基于理解纳米级物理化学力的预测性紧凑模型，由于在电阻切换期间直接观察原子运动的困难，这仍然是难以捉摸和有争议的。在这里，使用扫描透射同步加速器X射线光谱显微镜来研究氧化铪忆阻器的原位切换，我们直接观察到由过量氧的低电导率环包围的局部缺氧衍生的导电沟道的形成。随后的热退火使分离的氧均匀化，使电池朝向其生长时的电阻状态重置。我们表明，形成和溶解的导电通道成功地模拟径向热泳和Fick扩散的氧原子驱动焦耳加热。这种对影响双极忆阻器切换的两个相反的纳米级径向力的确认和量化是用于这些设备的电子切换的任何未来基于物理的紧凑模型的重要组成部分。
2017-01-03 cond-mat.mtrl-sci
High-Precision Tuning of State for Memristive Devices by Adaptable Variation-Tolerant Algorithm
利用钛白薄膜器件的忆阻特性，我们设计了一种简单的写入算法，即使在开关行为存在较大变化的情况下，也可以在其动态范围内将特定偏置点处的器件电导调整到1%的相对精度（大致相当于7位精度）。高精度状态是非易失性的，并且由于电阻开关固有的丝状性质，纳米级忆阻器件的结果可能会持续。所提出的忆阻器件的功能对于具有低精度数据的模拟计算特别有吸引力。作为一个典型的例子，我们演示了由CMOS求和放大器和两个忆阻器件组成的混合电路来执行模拟乘法和累加计算，这是一个典型的瓶颈操作在信息处理。
2011-10-06 cond-mat.mtrl-sci cs.AR
Thermal radiative near field transport between vanadium dioxide and silicon oxide across the metal insulator transition
二氧化钒和氧化硅之间的热辐射近场传输在亚微米的距离，预计将表现出强烈的依赖于二氧化钒的状态，在室温附近经历金属-绝缘体转变。本文报道了在二氧化钛（金红石）衬底上加热氧化硅微球和二氧化钒薄膜之间的近场热输运的测量。15 nm二氧化钒薄膜的温度在低于和高于金属-绝缘体-转变的温度下变化，球体温度在100和200摄氏度之间的范围内变化。测量使用基于真空的扫描热显微镜与悬臂式电阻热传感器进行。我们观察到的球和膜之间的距离依赖性的幂律趋势和电导对比度大于2的两个不同的相态的膜的每单位面积的热导率。
2016-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic model for the ferroelectric field effect in oxide heterostructures
为了研究含铁电组分的氧化物异质结构，引入了一个描述铁电场效应的微观模型哈密顿量。长程库仑相互作用被纳入作为一个静电势，解决自洽连同电荷分布。一个通用的双交换系统被用作导电沟道，外延连接到铁电栅极。所观察到的铁电屏蔽效应，即界面附近的电荷积累/耗尽，示出驱动界面相变，引起强大的磁电响应和双极电阻开关，定性与以前的密度泛函理论计算。该模型可以很容易地适应其他材料通过修改的导电通道的哈密顿量，它是有用的模拟铁电场效应器件，特别是那些涉及强相关的电子元件从头算技术是很难应用。
2011-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Disorder-induced electron and hole trapping in amorphous TiO2
无定形（a）-TiO 2的薄膜作为光催化剂、保护涂层、光阳极和存储器应用是普遍存在的，其中它们暴露于过量的电子和空穴。利用混合密度泛函理论（h-DFT）计算研究了纯无定形钛白（a-TiO 2）中过量电子和空穴的俘获。使用经典的分子动力学和它们的几何形状完全优化使用h-DFT模拟50个270原子的a-TiO 2结构。它们的密度、原子配位数分布和径向对分布函数都与实验相符。计算的平均a-TiO 2带隙为3.25 eV，没有分裂成带隙的状态。捕获过量的电子和空穴在a-TiO 2的预测在前体网站，如细长的Ti-O键。单电子和空穴极化子的平均俘获能（ET）分别为-0.4 eV和-0.8 eV。我们还确定了几种类型的电子和空穴双极化子状态，并讨论了它们的稳定性。这些结果可用于理解光催化机理和改善电子器件的性能采用a-TiO 2薄膜。
2020-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Substrate Mediated Synthesis of Ti-Si-N Nano-and-Micro Structures for Optoelectronic Applications
作为最强的材料之一，三元TiSiN表现出非常有趣的二元过渡金属氮化物和硅化物系统。报道了一种制备具有独特形貌的TiSiN纳米和微米结构的新技术。所提到的TiSiN膜，主要由立方TiN相构成，富含结晶纳米颗粒，微花和多面微晶，其具有对等离子体介导的光电应用有吸引力的功能。钛在高温下对衬底上的基于氮化硅的电介质顶层的反应性在所展示的方案的氮化物形成中起关键作用。这些形态丰富的复合薄膜的光电响应表明光致表面等离子体激元对它们的直流输运特性的影响作用。等离子体调谐电阻开关，控制与膜厚度的表面形态，观察光照下。使用Drudes修改的频率相关的体电子散射率和表面介导的SPPs电子散射率，提出了一个通用的模型，明确地解决增加的器件电阻响应于光。该特征合成过程开辟了过渡金属氮化物生长的新方向，而所提出的模型可作为理解金属中光致电子散射机制的基本平台。
2019-03-29 cond-mat.mtrl-sci
