Anomalous Electrical Conduction and Negative Temperature Coefficient of Resistance in Nanostructured Gold Resistive Switching Films
我们报告的观察非金属导电，电阻开关，和负的电阻温度系数以上的电渗流和强耦合制度，从室温到低温（24 K）的集群组装的纳米结构的金膜。膜的结构的特征在于由晶界分隔的随机取向的结晶纳米畴的极高密度。所观察到的行为可以通过考虑空间电荷限制的传导和库仑阻塞现象来解释，该现象突出了高密度的缺陷和晶界对传导电子的局部化的影响。我们的研究结果具有广泛的一类电阻开关系统的基础上随机组装的纳米物体的影响。
2020-05-15 cond-mat.mes-hall
Strong radial electric field scaling near nanoscale conductive filaments and the ReRAM resistive switching mechanism
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；M2D Solutions（M2D解决方案公司）
本文揭示了纳米尺度导电路径中表面电荷诱导的强径向电场，解释了ReRAM中负电阻开关机制的物理原理。
2026-02-04 cond-mat.mes-hall
Picosecond Time-Scale Resistive Switching Monitored in Real-Time
本文以皮秒分辨率实时研究五氧化二钽忆阻器，证明20 ps交替脉冲可实现循环开关，并揭示置位受带宽限制、复位受热扩散主导。
2022-09-14 cond-mat.mes-hall
Resistive Switching and Voltage Induced Modulation of Tunneling Magnetoresistance in Nanosized Perpendicular Organic Spin Valves
制备了纳米尺度的多功能垂直有机自旋阀。基于La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$ /Alq $_3$ /Co三层的器件显示高达4-5个数量级的电阻转换和高达~ 70%的磁阻，当施加电压脉冲时，后者甚至改变符号。这种现象的组合通常在多铁性隧道结中观察到，其中它归因于铁磁体和铁电材料之间的磁电耦合。模拟表明，这里的开关起源于La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$表面的改性。这种改性影响了载流子的隧穿，从而影响了在有机层中的针孔处发生的电阻和隧穿磁阻。
2016-10-26 cond-mat.mes-hall
Quantum transport properties of tantalum-oxide resistive switching filaments
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；Institute of Technical Physics and Materials Science, Centre for Energy Research（技术物理与材料科学研究所，能源研究中心）；MTA-BME Correlated van der Waals Structures Momentum Research Group（匈牙利科学院-布达佩斯技术与经济大学关联范德华结构动力学研究组）；ELKH-BME Condensed Matter Research Group（匈牙利研究与创新院-布达佩斯技术与经济大学凝聚态研究组）；Institute of Electromagnetic Fields, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院电磁场研究所）
本研究利用超导亚能隙谱学探究Ta₂O₅层中原子级阻变丝的量子输运特性，证实其最窄处含3-8个钽原子且直径不变，阻变由氧空位重分布调控瓶颈势垒实现，为类脑器件研究提供新认知。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall
In situ TEM investigation of oxygen migration as a key mechanism for resistive switching in Pr0.7Ca0.3MnO3
低温生长的Pr0.7Ca0.3MnO3（PCMO）薄膜在电场感应电阻开关（RS）中表现出良好的性能。为了了解Metal/PCMO/Metal器件中RS的微观机理，利用透射电子显微镜（TEM）观察了PCMO在外加电场作用下的结构演化。研究了在外加电场作用下生长态PCMO样品中调制条纹的演化。新产生的调制条纹逐渐消失。这些结果表明，氧离子迁移在RS中起着关键作用。
2011-11-01 cond-mat.mes-hall
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
Effects of quantum recoil forces in resistive switching in memristors
本文提出忆阻器中由量子电荷载流子反冲力驱动的电阻切换新机制，通过一维原子链模型和铜细丝分子动力学模拟揭示其在纳米尺度细丝 regime 下的重要作用。
2023-02-03 cond-mat.mes-hall
Resistive switching in nanogap systems on SiO2 substrates
电压控制的电阻开关在SiO2衬底上的各种间隙系统中进行了演示。纳米尺寸的间隙是通过不同的方法使用不同的材料，包括金属，半导体和金属非金属。通过使用多壁碳纳米管和单壁碳纳米管，开关位点进一步减少。所有间隙系统中的开关具有相同的特征。这种独立的开关上的材料组成的电极，伴随着可观察到的损坏的SiO2基板在间隙区域，bespeaks从击穿后SiO2的本征开关。它呼吁谨慎研究氧化物衬底上的纳米系统中的电阻开关，因为氧化物击穿外在的纳米系统可以模仿电阻开关。同时，高的开/关比（10 E5），快速的开关时间（2 μ s，测试极限），持久的循环显示出有前途的记忆性能。观察到的中间态揭示了导电的本质。
2009-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Built-in Homojunction Dominated Intrinsically Rectifying-Resistive Switching in NiO Nanodots for Selection Device-Free Memory Application
本征整流电阻开关（IR-RS）被认为是解决串扰问题的有效方法，这是由于在导通状态下在金属/氧化物界面处形成肖特基二极管以抑制反向偏置时的寄生电流。在这封信中，我们首次报告了另一种类型的IR-RS，这是有关的内置同质结。IR-RS研究通常限于具有微米级垫型电极的宏观样品，而这项工作是在NiO纳米点上进行的，该NiO纳米点是用双阳极氧化铝模板制造的，并充当真实器件的纳米级模拟物。NiO纳米点具有高的存储密度和高的均匀性，并且在保持率、耐久性、开关比和整流比方面具有良好的IR-RS行为。通过计算最坏情况下的最大交叉阵列大小为3 Mbit，证明了IR-RS用于选择无器件存储器应用的可行性。
2017-01-29 cond-mat.mes-hall
Resistive Switching in Memristive Electrochemical Metallization Devices
我们报告的忆阻电化学金属化器件的电阻开关使用三维动力学蒙特卡罗模拟描述的离子通过固态电解质的Ag/TiO $_{\text{x}}$ /Pt薄层系统的传输。离子输运模型始终与电场和热扩散的求解器耦合。我们表明，该模型不仅能够描述导电丝的形成，但也溶解。此外，我们计算现实的电流-电压特性和阻变动力学。最后，我们详细讨论了电场和局部热对器件开关过程的影响。
2017-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bipolar resistive switching in amorphous titanium oxide thin films
利用等温和变温的电学测量方法，研究了等离子体增强原子层沉积法制备的非晶氧化钛薄膜在铝电极间的阻变机理。在高温区（> 140 K）发现了双极阻变行为，在欧姆电流区发现了两个浅陷阱激活能，分别为0.055 eV和0.126 eV。我们还提出，非晶TiO 2薄膜的双极电阻开关是由导电模式的过渡，从一个块限制SCLC模型（关状态）的界面限制肖特基发射（开状态），产生的氧空位的离子运动。
2009-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of resistive switching and diode effect in the conductivity of TiTe2 point contacts
本研究测量了TiTe2点接触的电学特性，观测到电荷密度波特征、电阻开关现象及独特的类二极管效应，表明TiTe2在开发非易失性ReRAM等纳米技术方面具有潜力。
2025-05-28 cond-mat.mes-hall
On the beneficial role of noise in resistive switching
我们研究了外部噪声对阻性开关的影响。对锰氧化物样品的实验结果表明，有一个最佳的噪声幅度，最大限度地提高高，低电阻状态之间的对比度。通过数值模拟，我们研究了所观察到的行为背后的原因。我们发现，实验结果可以与系统动力学方程的一般特性。
2013-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Microscopic origin of bipolar resistive switching of nanoscale titanium oxide thin films
我们报告了一个直接观察的微观起源的双极电阻开关行为的纳米氧化钛薄膜。通过高分辨透射电子显微镜、能量过滤透射电子显微镜的分析TEM技术和原位X射线光电子能谱学，我们证明了氧离子通过氧化钛层和顶部Al金属电极之间的氧化还原反应堆积在顶部界面处。我们还发现在开关过程中氧离子的漂移导致了二氧化钛薄膜的双极阻变。
2009-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From stochastic single atomic switch to nanoscale resistive memory device
固态离子导体是下一代非易失性计算机存储器元件的良好候选者。这样的器件必须在合理的电压和电流值下显示出可再现的电阻切换，即使按比例缩小到纳米尺寸。在这里，我们研究的开关特性之间创建的钨尖和银膜覆盖的薄离子导体层的纳米结。原子大小的结显示出壮观的电流感应开关特性，但开关电压的大小和开关的方向对于不同的结随机变化。相比之下，对于直径为几纳米的稍大的结，观察到明确定义的、可再现的切换行为，这与离子导体表面层中纳米级通道的形成和破坏相关。我们的研究结果定义了一个可靠的离子纳米开关，这是远低于最近的光刻技术的分辨率低尺寸限制为3 nm。
2011-04-22 cond-mat.mes-hall
Nonvolatile bipolar resistive switching in Au/BiFeO3/Pt
在Au/BiFeO 3/Pt结构中观察到非易失性双极阻变，其中在Au/BiFeO 3和BiFeO 3/Pt界面处分别形成肖特基接触和准欧姆接触。通过改变外部电压的极性，Au/BiFeO 3/Pt在两个稳定的电阻状态之间切换，而无需电铸工艺。阻力比大于两个数量级。阻变是通过电场诱导的载流子俘获和脱陷来理解的，这改变了Au/BiFeO 3界面处的耗尽层厚度。
2011-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
NdCeCuO - NdCeO boundary and resistive switchings in mesoscopic structures on base of epitaxial NdCeCuO films
在平面NdCeCuO-NdCeO- Ag异质结中观察到了反向稳定的双极阻变效应.结果表明，所观察到的BRSE的电流-电压特性具有二极管特性。模拟被用来考虑异质结界面处的电场的不均匀分布对所研究结构中的双极阻变效应的影响。接触边缘附近的电场的不均匀分布产生较高电场强度的区域，这又刺激缺陷的运动和重新分布、整个结构的电阻特性的改变以及渗透通道的形成。
2016-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistive Switching Assisted by Noise
我们推广了Stotland和Di Jia关于噪声辅助下的阻变现象的结果。我们进一步分析了噪声的有益作用的机制，并研究了EPIR（电脉冲感应电阻）比与噪声功率的关系。在内部噪声的情况下，我们找到了一个最佳的范围，其中EPIR比是最大化和独立的前电阻状态。然而，当考虑外部噪声时，没有观察到有益的效果。
2013-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Voltage-time dilemma and stochastic threshold voltage variation in pure silver atomic switches
本研究针对纯银纳米线中无银离子承载环境的纯原子阻变现象，研究Ag原子结开关阈值电压的频率依赖与周期随机变化，用振动泵浦模型成功解释相关特性，并指出该机制研究对银基电化学金属化单元的重要意义。
2023-06-09 cond-mat.mes-hall
Universal Non-Volatile Resistive Switching Behavior in 2D Metal Dichalcogenides Featuring Unique Conductive-Point Random Access Memory Effect
已经发现二维材料表现出非易失性电阻开关（NVRS）现象。在我们的工作中，我们报道了十几种金属二硫族化合物的普遍NVRS行为，具有低开关电压，大开/关比，快开关速度和形成自由特性。一个独特的导电点随机存取存储器（CPRAM）的效果是用来解释的开关机制，电流扫描测量的实验结果支持。
2021-10-08 cond-mat.mes-hall 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
Observing "Quantized" Conductance Steps in Silver Sulfide: Two Parallel Resistive Switching Mechanisms
我们证明了在室温下区分硫化银器件中的两种电导开关机制是可能的。使用沉积在宽Ag底部电极上的Ag $_2$ S薄膜进行实验，所述宽Ag底部电极与扫描隧道显微镜的Pt尖端接触。通过在银电极上施加正电压，可以看到电导切换到具有高三个数量级的电导的状态，这与Ag $_2$ S薄膜内导电路径的形成有关。我们认为这是由金属银纳米线伴随着周围的晶格结构的修改。在施加负电压后衰减的金属银纳米线允许观察原子级接触的断裂迹线特征中的电导步骤，而晶格结构变形通过逐渐和连续减小的电导迹线来揭示。
2016-03-17 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon interaction, magnetic phase transition, charge density waves and resistive switching in VS2 and VSe2 revealed by Yanson point contact spectroscopy
本研究利用Yanson点接触光谱研究VS2与VSe2，揭示其磁相变、EPI、CDW、近藤效应及VSe2的电压极性依赖电阻开关，指出其在RRAM和神经形态电子中的潜力。
2024-04-12 cond-mat.mes-hall
Picosecond Femtojoule Resistive Switching in Nanoscale VO$_{2}$ Memristors
该研究制备纳米级VO₂忆阻器，通过皮秒级实验与模拟验证其可实现20ps脉冲下15ps孵育的低阻态切换，能耗低至飞焦级，两类相变均达百皮秒量级，为高速低功耗神经形态电路提供支撑。
2024-03-20 cond-mat.mes-hall
Multifilamentary character of anticorrelated capacitive and resistive switching in memristive structures based on (CoFeB)x(LiNbO3)100-x nanocomposite
基于离子束溅射制备的（CoFeB）x（LiNbO 3）100-x NC的电容器金属/纳米复合材料/金属（M/NC/M）结构中的电阻和电容开关，金属含量x $\approx$ 8-20 at. %的研究。结构合成的特点是在NC生长的初始阶段使用增加的氧含量（$\approx$ 2*10^-5 Torr）。NC薄膜以及尺寸为3-6 nm的金属纳米颗粒含有大量分散的Co（Fe）原子（高达~10^22 cm^-3）。测量在DC和AC（频率范围5-13 MHz）制度中进行。当开关结构从高电阻（Roff）到低电阻（Ron）状态时，发现其容量的强烈增加的效果，在x $\approx$ 15时达到8倍。%和电阻比Roff/Ron $\approx$ 40。这种效果是由多功能特性的电阻开关（RS）和相关的样品的结构特征的协同组合，特别是与形成的高电阻和强极化铌酸锂层附近的底部电极的结构解释。通过对两层纳米级M/NC/LiNbO 3/M结构的RS研究以及对原始状态和RS后M/NC/M结构的磁化强度的研究，证实了所提出的模型。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall
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
Self-Assembly of Delta-Formamidinium Lead Iodide Nanoparticles to Nanorods: Study of Memristor Properties and Resistive Switching Mechanism
本研究合成δ-甲脒铅碘纳米颗粒并自组装成纳米棒，用于忆阻器，探究其阻变机制。
2025-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multilevel recording in Bi-deficient Pt/BFO/SRO heterostructures based on ferroelectric resistive switching targeting high-density information storage in nonvolatile memories
我们证明了在Pt/Bi（1-d）FeO 3/SrRuO 3电容器中利用Pt/Bi（1-d）FeO 3界面所表现出的铁电阻变现象进行多级记录的可行性。一个可调的人口向上和向下铁电畴能够调制肖特基势垒的高度在Pt/Bi（1-d）的FeO 3界面可以实现通过收集的SET/SET电压或电流的顺应性。这种编程方案产生了定义良好的电阻状态，其形成了多级存储非易失性存储器的基础。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inherent stochasticity of superconductive-resistive switching in nanowires
超导纳米线中的电流-电压特性的滞后反映了潜在的双稳态。当电流反复上升时，状态从电阻状态切换到电阻状态，在低于平衡临界电流的随机电流值下这样做。一个单一的相位滑移事件沿着导线的某处-在此期间，序参数波动到零-诱导这样的开关，通过局部加热它引起的？我们解决这个问题和相关问题，通过构建一个随机模型的时间演变的温度在纳米线的两端保持在一个固定的温度。该模型表明，虽然在一般情况下，几个相位滑移事件是必要的，以诱导切换，确实有一个温度和电流范围内的一个单一的事件是足够的。它还表明，开关电流的统计分布最初加宽，随着温度的降低。只有在较低的温度下，这种分布才显示出由热激活的相位滑移组成的电阻波动天真地预期的冷却变窄。
2007-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-zero crossing current-voltage characteristics of interface-type resistive switching devices
本文利用基于随机云网格法的动力学模型模拟 Au/BiFeO$_{3}$/Pt/Ti 界面型器件，揭示了电容效应及材料属性对非零交叉迟滞现象的关键影响。
2024-01-25 cond-mat.mes-hall
An electro-thermal computational study of conducting channels in dielectric thin films using self-consistent phase-field methodology: A view toward the physical origins of resistive switching
本文采用自洽相场方法模拟介电薄膜中导电通道的形成与湮灭，揭示电场与温度耦合下电荷畴演化及电阻开关的物理机制。
2020-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Peculiarities of electron transport and resistive switching in point contacts on TiSe2, TiSeS and CuxTiSe2
本研究在TiSe₂及其掺杂衍生物的电压偏置点接触中发现阻变效应，室温下电阻差可达两个数量级，源于空位漂移致化学计量比变化，为ReRAM等器件提供了候选材料。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum graph models for transport in filamentary switching
本文针对丝状开关中接触连续近似失效的窄区域，提出用量子图模型表示原子邻接与轨道重叠，计算电荷载流子散射振幅，以探究细丝形成与量子输运的相互作用，助力量子神经形态硬件。
2024-04-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall math-ph
Resistive switching behaviors in vertically aligned MoS$_2$ films with Cu, Ag, and Au electrodes
本研究探究垂直排列MoS$_2$薄膜中Ag、Cu、Au电极的忆阻行为，发现Cu实现稳定非易失开关，Ag为易失性，Au无响应，为神经形态电路制造提供新途径。
2025-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-limiting amplifier for high speed measurement of resistive switching data
对于新兴的存储器和神经形态应用重要的电阻开关器件面临与控制氧化物材料中的精细介电状态相关的重大挑战。当器件切换时，其快速的电导率变化涉及正反馈过程，该过程将导致在没有电流、电压或能量限制的情况下细胞的失控破坏。通常，单元直接在MOS晶体管上图案化以限制电流，但是这种方法非常受限，因为必要的集成限制了可用的材料以及制造周期时间。在这篇文章中，我们提出了一个外部电路来循环电阻存储器单元，捕获完整的传输曲线，同时以抑制失控转换的方式驱动单元。使用该电路，我们演示了在不使用晶圆上限流晶体管的情况下每秒获取$10^5$ I-V循环的情况。这种设置将电压扫描测量带到了应用的相关时间尺度，并在统计背景下为器件评估提供了许多新的实验可能性。
2021-02-10 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
An Atomistic Model of Field-Induced Resistive Switching in Valence Change Memory
在价态变化存储器（VCM）单元中，绝缘开关层的电导通过在外场下产生和重新分布点缺陷来可逆地调制。由于这些器件通常具有无序的原子结构和不均匀的缺陷排列，因此很难精确模拟这些器件的开关动力学。为了解决这个问题，我们引入了一个原子的框架建模VCM细胞。它结合了一个随机的动力学蒙特卡罗方法原子重排的量子传输方案，都在从头算水平上使用输入密度泛函理论（DFT）的参数化。这些步骤中的每一个都直接作用于底层的原子结构。因此，该模型直接将器件的能量分布和电子结构与其开关特性联系起来。我们应用这个模型来模拟TiN/HfO 2/Ti/TiN堆叠中的高电阻状态和低电阻状态之间的非易失性切换，并分析电导转变的动力学和随机性。我们还解决了原子性质的电流产生的价态变化机制，发现导电路径之间形成的欠配位Hf原子相邻的氧空位。这里开发的模型可以应用于不同的材料系统，以评估其阻变电位，既可用作传统的存储单元，也可用作神经形态计算原语。
2022-12-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Degenerate Resistive Switching and Ultrahigh Density Storage in Resistive Memory
我们表明，在钽氧化物电阻存储器，激活功率提供了一个多层次的变量，可以设置和读取的电阻分开的信息存储。这两个状态变量（电阻和激活功率）可以通过两个步骤进行精确控制：（1）通过部分降低电阻来选择可能的激活功率状态，然后（2）随后的电阻部分增加指定电阻状态和最终的激活功率状态。我们表明，这些状态可以精确地写入和读取电，使这种方法可能适用于超高密度存储器。我们提供了一个理论解释的信息存储和检索从激活功率和实验证明在第三个维度的信息存储有关的激活功率与电阻的变化。
2014-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.ET
Atomically-thin Femtojoule Filamentary Memristor
在忆阻器件中形成的导电细丝的形态和尺寸受到其开关介质层的厚度的强烈影响。该有源层厚度的积极缩放对于减少辅助型忆阻器中的操作电流、电压和能量消耗是至关重要的。以前，由于工艺限制，该细丝层的厚度被限制在几纳米以上，使得进一步抑制通态电流和开关电压具有挑战性。在这里，我们研究了在亚纳米厚度的材料介质中形成导电细丝，该材料介质是通过氧化原子级薄的二维氮化硼形成的。所得到的忆阻器件具有亚pA工作电流和毫微微焦耳每比特能量消耗的亚纳米级瞬时开关。此外，通过将灯丝限制在原子尺度，我们观察到电流开关特性，由于深刻不同的原子动力学，在较厚的介质中是不同的。在这种积极缩放忆阻器件的细丝形态也从理论上探讨。这些超低能量器件有希望实现毫微微焦耳和亚毫微微焦耳电子计算，这对于期望超低功率操作的广泛的电子系统中的应用是有吸引力的。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Filamentary Switching: Synaptic Plasticity through Device Volatility
复制大脑的计算功能和性能仍然是未来信息和通信技术的最大挑战之一。这样一个雄心勃勃的目标需要从体系结构级到基本设备级（即，调查新兴纳米技术为建立这种系统提供的机会）。纳米器件，或者更准确地说，存储器或忆阻器件，已经被提出用于实现突触功能，在单个组件中提供所需的特征和集成。在本文中，我们证明了电化学金属化细胞的间接开关所涉及的基本物理可以再现重要的生物突触功能，这些功能是信息处理和存储的关键机制。从短期到长期塑性的转变已经被报道为细丝生长的直接结果（即，增加的电导）。在本文中，我们表明，一个更复杂的灯丝形状，如树枝状路径的密度和宽度可变，可以允许的短期和长期的过程中，以独立控制。我们的固态设备是强烈类似于生物突触，所示的解释的结果从框架的现象学模型开发的生物突触。我们描述了一个单一的忆阻元件包含丰富的面板的功能，这将有利于未来的神经形态硬件系统。
2015-05-17 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph q-bio.NC
Stability of quantized conductance levels in memristors with copper filaments: toward understanding the mechanisms of resistive switching
忆阻器是现代微电子学中最有前途的元件之一，具有诸如电导准连续变化和电阻状态的长期存储等独特性质。然而，确定电阻开关的物理机制和这种结构中导电细丝的演变仍然是一个重大挑战。在这项工作中，为了更好地理解这些现象，我们实验研究了一个不寻常的效果，增强导电细丝的稳定性，在忆阻器与铜细丝下施加的电压，并提出了一个简化的理论模型的影响，量子电流通过灯丝的形状。我们的半定量的，连续的模型预测，事实上，对于一个薄的灯丝，“量子压力”施加在其墙壁上的载流子的反冲可以很好地竞争与表面张力和至关重要的影响的灯丝轮廓在1V左右的电压的演变。在较低的电压下，量子压力预计将提供额外的稳定性的细丝支持量子化的电导，我们也揭示了实验使用一种新的方法，专注于保留统计。我们的研究结果表明，反冲效应可能是重要的忆阻器件与金属丝的电阻开关，并考虑到它们在合理的设计忆阻器可以帮助实现更好的保留和可塑性特性。
2022-04-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Integration of external electric fields in molecular dynamics simulation models for resistive switching devices
电阻开关器件由于其忆阻特性，作为非易失性存储器以及人工突触的有希望的候选者而引起了巨大的兴趣。定义其功能性的主要物理和化学现象由外部施加的电压和产生的电场驱动。虽然分子动力学模拟被广泛使用，以描述相应的原子长度和时间尺度上的动力学，有一个缺乏的模型，允许的实际驱动力的动力学，即外部施加的电场。这是由于当前应用的模型仅限于导电、非反应性或绝缘材料，其厚度为潜在截止半径的量级，即，10英尺。在这项工作中，我们提出了一个通用的模型，它可以特别适用于描述金属-绝缘体-金属系统的阻变现象。计算结果表明，在所选的示例系统Cu/a-SiO $_2$ /Cu的情况下，计算的电场和力分布与基本场理论的预期一致。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Minimizing energy dissipation during programming of resistive switching memory devices using their dynamical attractor states
Institute of Physics, Opole University（奥波莱大学物理研究所）；Department of Electronics and Telecommunications Politecnico di Torino（都灵理工大学电子与电信系）；Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina（南卡罗来纳大学物理与天文系）
本文研究利用动态吸引子状态优化电阻开关存储器编程，减少能量消耗，提出基于理论的能量最小化策略，应用于VTEAM模型，设计定制脉冲序列以实现高效编程。
2026-01-12 cond-mat.mes-hall cs.ET
Scalability of Voltage-Controlled Filamentary and Nanometallic Resistance Memories
为了实现具有实际应用价值的纳米级电阻随机存取存储器（RRAM），人们在器件和材料工程方面做了大量的工作，但是仍然缺乏一个合理的物理基础来设计跨越多种长度尺度的可扩展器件。特别地，对于电阻变化限于经历集中的热、电流和场的局部纳米级细丝的RRAM器件，临界切换标准不清楚。在这里，我们展示了电压控制电阻开关的宏观和纳米器件在两个非磁性RRAM和纳米RRAM，后者开关均匀，不需要形成。因此，使用恒定电流密度作为顺应性，我们已经实现了用于非导电RRAM的低电阻状态以及用于纳米导电RRAM的低电阻状态和高电阻状态两者的面积可缩放性。这一发现将有助于在纳米级设计面积可扩展的RRAM。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tetrahedral amorphous carbon resistive memories with graphene-based electrodes
电阻开关存储器是硅基存储器的替代品，硅基存储器面临缩放和高功耗问题。四面体无定形碳（ta-C）显示可逆的、非挥发性的电阻切换。在这里，我们报告的极性无关的ta-C电阻式存储器件与石墨烯为基础的电极。我们的器件显示开/关电阻比$\sim$ 4 x $10^5$，比金属电极高10倍，开关功率没有增加，功率密度低$\sim$ 14 $μ$ W/ $μ$ m $^2$。我们将此归因于由于狄拉克点附近石墨烯的低态密度而抑制的隧穿电流，这与从量子点接触模型导出的电流-电压特性一致。我们的器件还具有多个电阻状态。这允许每个单元存储多于一位。这可以在一系列信号处理/计算类型的操作中被利用，例如实现逻辑、提供突触和神经元样模拟以及在非冯·诺依曼架构中执行模拟信号处理
2018-05-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Unconventional resistive switching in dense Ag-based nanowire networks with brain-inspired perspectives
本研究报道了高密度Ag纳米线网络中由类保险丝操作引发的非常规电阻开关效应，提出机制解释了其熔断前后的电学特征，并调和了透明电极与物质内计算的应用差异，证明调节网络密度与电学协议可使其兼具突触与神经元特性。
2025-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistive switching effect in the n-InGaAs/GaAs heterostructures with double tunnel-coupled quantum wells
研究了在短脉冲强纵向（量子阱平面内）电场作用下，不同掺杂浓度的单、双隧道耦合量子阱的电导行为。研究表明，在低温（4 K）条件下，在较窄的量子阱中，当杂质层为三角形时，非对称量子阱将出现电导增加的长期亚稳态.在其他构型的结构中未观察到。所观察到的效果解释的模型占亚稳态的变化，在所研究的结构中的电子能态谱所造成的强电场脉冲。
2021-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistive switching acceleration induced by thermal confinement
本文提出在有源电极内引入低热导率阻热层以限制开关过程中的热耗散，从而在保持低工作电压的同时将SrTiO$_{3}$忆阻器的开关速度提升10$^{3}$倍，并兼容CMOS工艺。
2024-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Non-Volatile Resistive Switching of Polymer Residues in 2D Material Memristors
该研究揭示二维材料忆阻器中的阻变可能源于制造过程中残留的聚合物，而非二维材料本身，并强调需通过参考结构和原子尺度表征来正确评估二维材料作为开关层的真实潜力。
2023-09-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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。
2009-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Space charge dynamics in solid electrolytes with steric effect and Vegard stresses: resistive switching and ferroelectric-like hysteresis of electromechanical response
我们进行了自洽建模的电输运和机电响应的固体电解质薄膜允许移动带电缺陷（离子，质子或空位），电子退化和Vegard应力的空间效应。在较宽的外加电压频率范围内，我们建立了空间电荷动力学、电流-电压曲线和弯曲-电压曲线特征之间的相关性。电子开路电极的弯曲电压环和双滞后电流-电压环上的电流极大值出现明显的铁电类滞后。具有明显驼峰的双磁滞回线指示忆阻器类型的电阻切换。由于电子子系统和离子子系统之间的强耦合而发生切换。随着外加电压的周期性变化，电子密度的亚稳态峰值出现在一个开路电极附近，并向另一个开路电极移动。我们的结果可以解释固体电解质薄膜中电学和机械记忆效应的本质和相关性。推导出了固体电解质薄膜电致弯曲的解析表达式，证明了用干涉法可以检测到薄膜的电致弯曲。
2013-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale resistive switching in electrodeposited MOF Prussian blue analogs driven by K-ion intercalation probed by C-AFM
Université catholique de Louvain (UCLouvain)（天主教鲁汶大学）；University of Applied Sciences Zwickau（茨维考应用技术大学）；Universidad de Granada（格拉纳达大学）；Universitat de Valencia（瓦伦西亚大学）
研究通过C-AFM揭示了K离子插层在普鲁士蓝类材料中的纳米级电阻开关机制，展示了其可调性和应用潜力。
2026-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of Ta oxygen scavenger layer on HfO$_2$-based resistive switching behavior: thermodynamic stability, electronic structure, and low-bias transport
金属-氧化物-金属异质结构在高阻态和低阻态之间的可逆电阻切换使得它们在随机存取存储器中的应用非常有趣。虽然最近的实验工作已经表明，插入金属“氧清除剂层”之间的正极和氧化物改善器件的性能，清除剂层如何修改异质结构的性质的基本理解是缺乏的。我们用密度泛函理论计算了TiN/HfO $_2$ /TiN异质结构的热力学性质和电导。首先，我们表明，Ta插入降低低电阻态的形成能。其次，虽然Ta清除层通过改变氧化物-电极界面处的界面电荷来降低高电阻状态下的肖特基势垒高度，但异质结构保持高电阻状态与低电阻状态之间的高电阻比。最后，我们表明，在存在Ta层的情况下，器件导通状态的低偏置电导对从Hf O $_2$中去除的氧的空间分布变得不那么敏感。通过提供对所观察到的清除剂层改进的基本理解，我们开辟了一条利用氧清除剂层设计界面以控制和增强器件性能的途径。进而，这可以使得能够实现非易失性低功率存储器技术，同时减少消费电子产品的能量消耗并对社会产生显著的益处。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal oxide resistive switching: evolution of the density of states across the metal-insulator transition
我们报道了金属-STO-金属忆阻器的研究，其中STO中的掺杂浓度可以通过氧空位的电场迁移来微调。在这种隧道结器件中，可以在金属-绝缘体转变（MIT）上连续地跟踪态密度（DoS）的演变。在非常低的掺杂剂浓度下，结显示离散掺杂剂水平的特征签名。随着掺杂剂浓度的增加，半导体带隙填充，但软库仑隙仍然存在。在更高的掺杂，过渡到金属状态发生在费米能级的DoS变得有限和Altshuler-Aronov校正的DoS观察。在MIT的临界点处，DoS与能量$N(\varepsilon) \sim \varepsilon$（多重分形的可能签名）线性地缩放。
2014-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
