1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах
  4. T. 513, № 1, 2023

Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах , 2023, T. 513, № 1, стр. 119-124

Квантование электрической проводимости в слоистых мемристорных структурах Zr/ZrO2/Au

А. С. Вохминцев 1, И. А. Петренёв 1, Р. В. Камалов 1, М. С. Карабаналов 1, И. А. Вайнштейн 1, 2, *, академик РАН А. А. Ремпель 1, 2

1 НОЦ НАНОТЕХ, УрФУ
620002 Екатеринбург, Россия

2 Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук
620016 Екатеринбург, Россия

* E-mail: i.a.weinstein@urfu.ru

Поступила в редакцию 16.01.2023
После доработки 01.04.2023
Принята к публикации 07.07.2023

Аннотация

Нанотрубки диоксида циркония, синтезируемые методом анодирования, являются перспективной функциональной средой для формирования ячеек энергонезависимой резистивной памяти. В работе исследованы вольт-амперные характеристики в области низкой проводимости созданных мемристорных структур Zr/ZrO2 /Au. Впервые проанализированы обратимые механизмы формирования/разрушения единичных квантовых проводников на основе кислородных вакансий, с участием которых протекают процессы многократного резистивного переключения между низкоомным и высокоомным состояниями в нанотубулярном диоксидном слое. Предложена и обсуждается эквивалентная электрическая схема параллельного резисторного соединения, которая позволяет описывать наблюдаемое мемристивное поведение полученных слоистых структур.

Ключевые слова: нанотубулярные диоксиды металлов, нанотрубки диоксида циркония, мемристоры, мемристивное поведение, квантование проводимости

Список литературы

  1. Yoo H., Kim M., Kim Y.-T., Lee K., Choi J. // Catalysts. 2018. V. 8. 555. https://doi.org/10.3390/catal8110555

  2. Park J., Cimpean A., Tesler A.B., Mazare A. // Nanomaterials. 2021. V. 11. 2359. https://doi.org/10.3390/nano11092359

  3. Bashirom N., Kian T.W., Kawamura G., Matsuda A., Razak K.A., Lockman Z. // Nanotechnology. 2018. V. 29. 375701. https://doi.org/10.1088/1361-6528/aaccbd

  4. Huai X., Girardi L., Lu R., Gao S., Zhao Y., Ling Y., Rizzi G.A., Granozzi G., Zhang Z. // Nano Energy. 2019. V. 65. 104020. https://doi.org/10.1016/ j.nanoen.2019.104020

  5. Ремпель А.А., Валеева А.А., Вохминцев А.С., Вайнштейн И.А. // Усп. хим. 2021. Т. 90. № 11. С. 1397–1414. https://doi.org/10.1070/RCR4991

  6. Hazra A., Jan A., Tripathi A., Kundu S., Boppidi P.K.R., Gangopadhyay S. // IEEE Trans. Electron Devices. 2020. V. 67. P. 2197–2204. https://doi.org/10.1109/TED.2020.2983755

  7. Vokhmintsev A., Petrenyov I., Kamalov R., Weinstein I. // Nanotechnology. 2022. V. 33. 075208. https://doi.org/10.1088/1361-6528/ac2e22

  8. Yakushev A.A., Abel A.S., Averin A.D., Beletskaya I.P., Cheprakov A.V., Ziankou I.S., Bonneviot L., Bessmertnykh-Lemeune A. // Coord. Chem. Rev. 2022. V. 458. 214331. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2021.214331

  9. Beletskaya I.P., Ananikov V.P. // Chem. Rev. 2011. V. 111. P. 1596–1636. https://doi.org/10.1021/cr100347k

  10. Yoo J., Lee K., Tighineanu A., Schmuki P. // Electrochem. Comm. 2013. V. 34. P. 177–180. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2013.05.038

  11. Вохминцев А.С., Вайнштейн И.А., Камалов Р.В., Дорошева И.Б. // Изв. РАН. Сер. Физ. 2014. Т. 78. № 9. С. 1176–1179. https://doi.org/10.7868/S0367676514090312

  12. Du G., Li H., Mao Q., Ji Z. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2016. V. 49. 445105. https://doi.org/10.1088/0022-3727/49/44/445105

  13. Gao S., Zeng F., Chen C., Tang G., Lin Y., Zheng Z., Song C., Pan F. // Nanotechnol. 2013. V. 24. 335201. https://doi.org/10.1088/0957-4484/24/33/335201

  14. Milano G., Aono M., Boarino L., Celano U., Hasegawa T., Kozicki M., Majumdar S., Menghini M., Miranda E., Ricciardi C., Tappertzhofen S., Terabe K., Valov I. // Adv. Mater. 2022. V. 34 № 32. 2201248. https://doi.org/10.1002/adma.202201248

  15. Xue W., Gao S., Shang J., Yi X., Liu G., Li R.-W. // Adv. Electron. Mater. 2019. V. 5 № 9. 1800854. https://doi.org/10.1002/aelm.201800854

  16. Kuzmenko A.B., van Heumen E., Carbone F., van der Marel D. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. 117401. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.117401

  17. Вохминцев А.С., Камалов Р.В., Петренев И.А., Вайнштейн И.А. Способ получения нанотрубок диоксида циркония с квантовыми проводниками. Патент РФ 2758998. 2021.

  18. Carlos E., Branquinho R., Martins R., Kiazadeh A., Fortunato E. // Adv. Mater. 2021. V. 33. 2004328. https://doi.org/10.1002/adma.202004328

  19. Waser R., Dittmann R., Staikov G., Szot K. // Adv. Mater. 2009. V. 21. P. 2632–2663. https://doi.org/10.1002/adma.200900375

  20. Petrenyov I.A., Kamalov R.V., Vokhmintsev A.S., Martemyanov N.A., Weinstein I.A. // J. Phys. Conf. Ser. 2018. V. 1124. 022004. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1124/2/022004

  21. Gryaznov A.O., Dorosheva I.B., Vokhmintsev A.S., Kamalov R.V., Weinstein I.A. Automatized complex for measuring the electrical properties of MIM structures // 2016 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON), Moscow, Russia, 12–14 May, 2016. 7491772. https://doi.org/10.1109/SIBCON.2016.7491772

  22. Chen C.-C., Say W.C., Hsieh S.-J., Diau E.W.-G. // Appl. Phys. A. 2009. V. 95. P. 889–898. https://doi.org/10.1007/s00339-009-5093-6

  23. Zhao S., Xue J., Wang Y., Yan S. // J. Appl. Phys. 2012. V. 111. 043514. https://doi.org/10.1063/1.3682766

  24. Lyons J.L., Janotti A., Van de Walle C.G. // Microelectron. Eng. 2011. V. 88. P. 1452–1456. https://doi.org/10.1016/j.mee.2011.03.099

  25. Vokhmintsev A.S., Petrenyov I.A., Kamalov R.V., Karabanalov M.S., Weinstein I.A. // J. Lumin. 2022. V. 252. 119412. https://doi.org/10.1016/ j.jlumin.2022.119412

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал