(A) Esta es una ilustración de la matriz RRAM con cada celda de memoria que comprende un filamento (intercalado entre dos electrodos). En comparación con la matriz aislante circundante, Se forman varios nanofilamentos dentro del óxido a granel. (B) Este es un elemento básico de una celda RRAM. El control del campo eléctrico conduce a diferentes estados de resistencia. (C) Se muestra la formación localizada de filamentos conductores en una película delgada de TiO2. La izquierda muestra el mapa de conductividad registrado por CAFM. La derecha muestra el mismo mapeo actual en 3D. Crédito:Yuanmin Du / National U.Singapore
La memoria basada en efectos de "conmutación resistiva" inducida eléctricamente ha generado un gran interés entre los ingenieros que buscan dispositivos más rápidos y pequeños porque la conmutación resistiva permitiría una mayor densidad de memoria.
Los investigadores han probado una serie de materiales de óxido por su promesa en las memorias de conmutación resistivas, y ahora un equipo de investigadores en Singapur ha demostrado cómo los nanofilamentos conductores en el dióxido de titanio amorfo (TiO 2 ) se podrían utilizar películas delgadas para aplicaciones de dispositivos de conmutación resistivos.
Yuanmin Du, Andrew Thye Shen Wee e investigadores de la Universidad Nacional de Singapur y la Agencia para la Ciencia, Tecnología e Investigación (A * STAR) de Singapur, describir sus resultados en la revista Anticipos de AIP .
Cómo funciona la conmutación resistiva
La idea básica de un dispositivo de conmutación resistivo es que un óxido, que normalmente actúa como aislante, se puede transformar en director de orquesta, creando un filamento a nanoescala utilizando un voltaje suficientemente alto. Con un dispositivo RRAM (memoria resistiva de acceso aleatorio) que consta de un solo filamento, Se pueden obtener dos estados de resistencia distintos ("1" y "0") mediante un simple proceso de ruptura y reforma del filamento.
La conductividad de las películas delgadas de óxido se puede ajustar cambiando las condiciones de deposición. "Durante las mediciones del TiO amorfo depositado 2 dispositivos de conmutación resistivos basados, Se encontró que las películas delgadas de óxido inicialmente tienen buena conductividad. Esto implica que no se requiere un proceso de inicialización de alta avería eléctrica, como se informa en muchos otros dispositivos de conmutación que utilizan películas delgadas de óxido altamente aislantes, ", dice Du." Los experimentos de Microscopía Conductiva de Fuerza Atómica (CAFM) confirmaron además que es posible formar filamentos conductores en películas delgadas de óxido a través de una transición localizada por un campo eléctrico ".
Este equipo de investigación aplicó tanto CAFM como KPFM (Microscopía de fuerza de sonda Kelvin), un enfoque único que permitió la explicación de los fenómenos de conmutación resistiva observados. En lugar de tratar los efectos filamentosos e interfaciales por separado como se hizo anteriormente, Ambos efectos se integraron en un modelo de interfaz de filamento, lo que podría ayudar a guiar el diseño de dispositivos basados en RRAM.
La evidencia de nanofilamentos de alta densidad y uniformemente distribuidos implica que se podrían fabricar celdas de memoria de alta densidad utilizando tales películas delgadas de óxido. Estos materiales son prometedores para futuras aplicaciones. La pequeña dimensión del filamento formado proporciona grandes ventajas sobre la tecnología actual, como explica Du. "Además de TiO 2 , creemos que muchos otros óxidos también podrían tener propiedades similares ".
