Низкоразмерные гибридные наноструктуры на основе металл-диэлектрического нанокомпозита: мемристивные эффекты, спиновая инжекция, спин-зависимый электронный перенос

Цель: разработка и исследование свойств систем типа металл - нанокомпозит (НК) - металл, в которых НК - это пористый слой наноструктурированного анодного оксида алюминия (АОА), поры которого заполнены металлом, либо материал с подвижными ионами (FeOₓ, CoFe - B - Al - O). Разработана технология получения НК типа АОА(Au) на базе мембран пористого АОА с порами, гальванически заполненными металлом. Исследованы вольт-амперные характеристики структур Au/АОА(Au)/Au-зонд при неполном заполнении пор АОА золотом. Обнаружено, что электрическое поле при положительном потенциале Au зонда инициирует перенос материала тыльного Au электрода и последующий рост металла в незаполненной части пор в виде цепочек из островков золота вследствие электронного увлечения металла тыльного электрода. Получены оценки радиуса островков (2 нм), ширины зазора между ними (0,5 нм), высоты потенциальных барьеров (100 мэВ) и характерного сопротивления туннельных переходов, величина которого типична для точечных квантовых контактов. Структуры демонстрируют обратимое переключение между низкоомным (~1 МОм) и высокоомным (> 100 ГОм) состояниями, связанное с формированием каналов проводимости и их разрушением при высокой плотности тока. Проиллюстрированы механизмы резистивного переключения в структурах металл - НК - металл, которые могут быть использованы для создания нового поколения элементов памяти типа RRAM.