Мемристорные структуры, не требующие формовки, на основе оксидов металлов для сверхбыстродействующих элементов энергонезависимой памяти

Актуальность представленного проекта обусловлена постоянно возрастающими потребностями в обработке больших объемов информации, как следствие, необходимостью разработки сверхбыстродействующих энергонезависимых электронных устройств с высокой степенью интеграции. Ожидаемые научные результаты являются новыми и имеют значительный инновационный потенциал, т. к. позволят реализовать новые устройства обработки и хранения информации, превосходящие существующие устройства по масштабируемости, энергоэффективности и быстродействию.В результате выполнении проекта будут получены результаты численного моделирования механизмов переключения сопротивления мемристорных структур, не требующих стадии формовки, на основе оксидных наноструктур титана и нанокристаллических пленок оксида цинка. Будут получены теоретические закономерности влияния основных управляющих параметров локального анодного окисления на распределения электрического поля и кислородных вакансий при формировании оксидных наноструктур титана, а также влияния размерных эффектов на закономерности резистивного переключения в нанокристаллических пленках оксида цинка, с учетом физико-химических процессов генерации, рекомбинации и дрейфа ионов кислорода и кислородных вакансий в оксиде, транспорта носителей заряда и локальных температурных градиентов. Будут установлены экспериментальные закономерности влияния внешних (основные управляющие параметры процессов синтеза, температура, вакуум) и внутренних (электрофизические параметры, размерные эффекты, фазовый состав) факторов на количество циклов и воспроизводимость переключение сопротивления оксидных наноструктур титана и нанокристаллических пленок оксида цинка. Будут изготовлены макеты элементов энергонезависимой памяти на основе мемристорных структур, не требующих формовки, из оксида титана и оксида цинка, и проведены исследования их быстродействия. Решения данных задач являются междисциплинарными, находятся на стыке технологий получения наноматериалов и наноэлектроники и позволят исключить проведение дополнительных операции пост ростовой обработки и деградацию запоминающего слоя мемристорных структур на основе оксидов металлов, что повысит стабильность и воспроизводимость работы элементов резистивной памяти в целом.