Исследование эффектов переключения и памяти в тонкопленочных структурах Ме/МеОₓ/Ме на основе полупроводниковых оксидов

Цель: исследование эффектов переключения сопротивления структур Ме/MeOₓ/Me (МОМ-структур) на основе тонких пленок оксидов свинца, алюминия и титана. На основе этих материалов синтезированы три группы объектов: МОМ-структуры Si/SiO₂/Ti/Pt/PbOₓ/Pt при различных температурах осаждения и отжига, имеющие различные толщины слоя оксида и площади верхних электродов; тонкопленочные гетерогенные структуры Si/SiO₂/Ti/Pt/Al₂O₃/TiO₂/Me и Si/SiO₂/Ti/Pt/TiO₂/Al₂O₃/Pt с различными толщинами оксидных слоев, полученных методом атомно-слоевого осаждения. Расширены представления о механизмах электронного транспорта и процессах переключения и памяти в исследуемых МОМ-структурах, физических принципах протекания этих процессов. Актуальность темы обусловлена возможностью применения эффекта переключения сопротивления в устройствах энергонезависимой памяти нового поколения (ReRAM) на базе МОМ-структур, проявляющих мемристивные свойства. Предполагается, что хранение информации в таких структурах происходит на уровне электрофизических свойств материала, а не электрического заряда, что вносит элемент стабильности и способствует повышению плотности и скорости записи данных, снижению потребляемой мощности. Представляется, что мемристоры в полной мере соответствуют требованиям современной энергонезависимой памяти как по масштабированию, так и скорости переключения. Особенно привлекательны низкое энергопотребление процедуры записи информации, способность мемристора к многоуровневым состояниям и перспектива его применения в искусственных нейроморфных компьютерных системах с новой технологией хранения, обработки и передачи данных.