We investigate the dramatic switch of resistance in ordered correlated insulators, when driven out of equilibrium by a strong voltage bias. Microscopic calculations on a driven-dissipative lattice of interacting electrons explain the main experimental features of resistive switching (RS), such as the hysteretic $I$-$V$ curves and the formation of hot conductive filaments. The energy-resolved electron distribution at the RS reveals the underlying nonequilibrium electronic mechanism, namely Landau-Zener tunneling, and also justifies a thermal description where the hot-electron temperature, estimated from the first moment of the distribution, matches the equilibrium phase transition temperature. We discuss the tangled relationship between filament growth and negative differential resistance, and the influence of crystallographic structure and disorder in the RS.
Non-volatile resistive switching in dielectric superconductor YBCO
本文报道了Au/YBaPDMATHABMM Cu $_3$ O $_{7-δ}$(YBCO)/Au系统界面上超导态和绝缘态之间可逆的、非易失的、极性相关的电阻转换。我们发现,在电极附近的区域的超导态的YBCO可以可逆地删除和恢复。开关效应的可能起源可能是氧或金属离子沿晶界的迁移,控制晶粒间的超导耦合。四线体电阻测量表明,迁移不限于接口,并产生显着的体积效应。
Volatile resistive-switched state in a bulk organic conductor with a sharp metal-insulator transition
Tokyo University of Science(东京科学大学);National Institute for Materials Science (NIMS)(国立材料研究所);Japan Science and Technology Agency (JST)(日本科学技术振兴机构);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学中心);Institute of Science Tokyo(东京科学大学);RIKEN, Cluster for Pioneering Research (RIKEN-CPR)(理化学研究所前沿研究集群)
The origin of hysteresis in resistive switching in magnetite is Joule heating
在许多过渡金属氧化物中,观察到电阻经历由大偏压引起的剧烈变化。在磁铁矿中,Fe $_3$ O $_4$,低于Verwey温度,最近发现一个电场驱动的过渡到一个较低的电阻状态,具有滞后的电流-电压响应。本文报道了外延磁铁矿薄膜的脉冲电导测量结果。我们发现,虽然高到低电阻的转变是由电场驱动的,在$I-V$曲线中观察到的滞后的结果从焦耳加热在低电阻状态。磁滞回线的形状取决于脉冲参数,并减少到一个无电流的“跳跃”提供的热弛豫是快速的电压脉冲之间的时间相比。提出了一个简单的弛豫时间热模型,捕捉的滞后机制的要点。
Electric Pulse Induced Resistive Switching, Electronic Phase Separation, and Possible Superconductivity in a Mott insulator
金属-绝缘体转变(MIT)是一类有趣的物理现象,包括超导性和巨磁阻(CMR),它们与电阻的急剧变化有关。在过渡金属化合物中,MIT通常与强电子相关性的存在有关,强电子相关性驱动系统进入莫特绝缘体状态。在这些系统中,MIT通常通过电子掺杂或通过施加外部压力来调谐。然而,最近注意到,莫特绝缘体还应该对诸如电场的其它外部扰动敏感。我们在这里报告的第一个实验证据的非易失性电脉冲诱导的绝缘体到金属的过渡和可能的超导性的莫特绝缘体GaTa 4 Se 8。我们的扫描隧道显微镜实验表明,这种非常规的响应系统短电脉冲产生的纳米尺度的电子相分离(EPS)中产生的散装材料。