Lovende ny legering til resistiv koblingshukommelse

Hukommelse baseret på elektrisk inducerede "resistive switching"-effekter har skabt stor interesse blandt ingeniører, der søger efter hurtigere og mindre enheder, fordi resistiv switching ville give mulighed for en højere hukommelsestæthed.

Forskere har testet en række oxidmaterialer for deres løfte i resistive switching-hukommelser, og nu har et team af forskere i Singapore demonstreret, hvordan ledende nano-filamenter i amorft titaniumdioxid (TiO) ₂ ) tynde film kunne anvendes til resistive omskiftningsanordningsapplikationer.

Yuanmin Du, Andrew Thye Shen Wee og forskere fra National University of Singapore og Agency for Science, Teknologi og forskning (A*STAR) i Singapore, beskrive deres resultater i journalen AIP fremskridt .

Sådan fungerer resistiv omskiftning

Den grundlæggende idé med en resistiv koblingsenhed er, at et oxid, som normalt fungerer som en isolator, kan omdannes til en leder, skabe en nanoskala filament ved at bruge en tilstrækkelig høj spænding. Med en RRAM (Resistive Random-Access Memory) enhed bestående af en enkelt filament, to distinkte modstandstilstande ("1" og "0") kan opnås gennem en simpel proces med filamentbrud og gendannelse.

Konduktiviteten af ​​de tynde oxidfilm kan justeres ved at ændre aflejringsbetingelserne. "Under målingerne af det aflejrede amorfe TiO ₂ baserede resistive koblingsenheder, det viste sig, at de tynde oxidfilm til at begynde med har god ledningsevne. Dette indebærer, at en initialiseringsproces for høj elektrisk nedbrud ikke er påkrævet, som rapporteret i mange andre koblingsenheder, der bruger stærkt isolerende oxid tynde film, " siger Du. "The Conductive Atomic Force Microscopy (CAFM) eksperimenter bekræftede yderligere, at det er muligt at danne ledende filamenter i oxid tynde film gennem en lokaliseret overgang af et elektrisk felt."

Dette forskerhold anvendte både CAFM og KPFM (Kelvin Probe Force Microscopy), en unik tilgang, der tillod forklaringen af ​​de observerede resistive switching-fænomener. I stedet for at behandle filamentære og grænsefladeeffekter separat som tidligere gjort, begge effekter blev integreret i en filament-interface model, som kunne hjælpe med at guide designet af RRAM-baserede enheder.

Beviset for høj tæthed og ensartet fordelte nano-filamenter indebærer, at hukommelsesceller med høj tæthed kunne fremstilles ved hjælp af sådanne tynde oxidfilm. Sådanne materialer er lovende for fremtidige anvendelser. Den lille dimension af det dannede filament giver store fordele i forhold til den nuværende teknologi, som Du forklarer. "Ud over TiO ₂ , vi mener, at mange andre oxider også kunne have lignende egenskaber."