Multilevel Memristive Structures Based on YBa2Cu3O7–δ Epitaxial Films

N. A. Tulina; Тулина Н. А.; A. N. Rossolenko; Россоленко А. Н.; I. Yu. Borisenko; Борисенко И. Ю.; A. A. Ivanov; Иванов А. А.

doi:10.31857/S0544126923700382

Многоуровневые мемристивные структуры на основе эпитаксиальных пленок YBa₂Cu₃O_{7 – δ}

Авторы: Тулина Н.А.¹, Россоленко А.Н.¹, Борисенко И.Ю.², Иванов А.А.³
Учреждения:
1. Институт физики твердого тела Российской академии наук
2. Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН
3. Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”
Выпуск: Том 52, № 4 (2023)
Страницы: 315-321
Раздел: ПРИБОРЫ
URL: https://bakhtiniada.ru/0544-1269/article/view/138574
DOI: https://doi.org/10.31857/S0544126923700382
EDN: https://elibrary.ru/WDVNXM
ID: 138574

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Представлены импульсные исследования переходных процессов в эффекте резистивных переключениях в планарных гетероконтактах на основе сильно коррелированных электронных систем на примере мемристивных переходов на основе YBa₂Cu₃O_{7 –} _d. Показано, что процесс переключений асимметричен относительно переключения в низкорезистивные и высокорезистивные метастабильные состояния, времена переключений регулируются уровнем напряжения и могут быть меньше микросекунд, с другой стороны релаксационные процессы достигают десятка секунд. Возможность регулировать времена переключений характеризуют пластичность этих устройств в качестве элементов памяти для нейроморфных приложений в спайковых нейросетях.

Ключевые слова

интерфейсные структуры, гетероструктуры, мемристор, резистивные переключения, пленки, вакансии

Список литературы

Yang J. Joshua, Dmitri B. Strukov, Duncan R. Stewart. Memristive devices for computing // Nature Materials. 2013. V. 8. P. 13.
Wang C., Wu H., Gao B. et al. // Conduction mechanisms, dynamics and stability in ReRAMs: Microelectron. Eng., 2018. V. 187–188. P. 121.
Li Y., Wang Z., Midya R., Xia Q., Yang J.J. Review of memristor devices in neuromorphic computing: materials sciences and device challenges // J. Phys. D. 2018. V. 51. P. 503002.
Pérez-Tomás A. Functional oxides: functional oxides for photoneuromorphic engineering: toward a solar brain // Adv. Mater. Interfaces. 2019. V. 6. P. 1970096.
Mikhaylov A., Pimashkin A., Pigareva Y. et al. CMOS-Integrated systems for biosensors and neuroprosthetics. Front Neurosciens. 2020. V. 14. P. 358.
Websites of the International Technology Roadmap for SemicHPCductors and the Semiconductor Technology Roadmap, https://www.semiconductors.org/wp-cHPCtent/ uploads/2018/06/0_2015-ITRS-2.0-Executive-Report
Tulina N.A., Ivanov A.A. Memristive Properties of Oxide-based High-Temperature Superconductors // J. Supercond Nov. Magn. 2020. V. 33. P. 2279–2286.
Тулина А.Н., Россоленко И.М., Шмытько А.А. и др. Функциональные свойства анизотропных перовскитных соединений в мемристорных структурах для применения вэлектронике // Наноиндустрия. 2019. Т. 89. С. 237–240.
Andy Thomas. Memristor-based neural networks // J. Phys. D: Appl. Phys. 2013. V. 46. P. 093001–093013.
Stoliar P., Tranchant J., Corraze B. et al. A Leaky-Integrate-and-Fire Neuron Analog Realized with a Mott Insulator // Adv. Funct. Mater. 2017. V. 27. P. 1604740.
Tulina N.A., Rossolenko A.N., Ivanov A.A. et al. Nd2 – xCexCuO4 – y/Nd2 – xCexOyboundary and resistive switchings in mesoscopic structures on base of epitaxial Nd1.86Ce0.14CuO4 – y films. // Physica C: Superconductivity and its applications. 2016. V. 527. P. 41–45.
Tulina N.A., Rossolenko A.N., Shmytko I.M. et al. Properties of percolation channels in planar memristive structures based on epitaxial films of a YBa2Cu3O7 – δ high temperature superconductor // Supercond. Sci. Technol. 2019. V. 32. P. 015003.
Berdan R., Serb A., Khiat A. et al. A controller-based system for interfacing selectorless RRAM crossbar arrays // IEEE Transactions on Electron Devices. 2015. V. 6. P. 2190.
Serb A., Khiat A., Prodromakis T. An RRAM Biasing Parameter Optimizer // IEEE Transactions HPC Electron Devices. 2015. V. 62. P. 3685–3691.
Tulina N.A., Ivanov A.A., Rossolenko et al. X-ray photoelectron spectroscopy studies of electronic structure of Nd2 – xCexCuO4 – y and YBa2Cu3O7 – y epitaxial film surfaces and resistive switchings in high temperature superconductor-based heterostructures // Mater. Lett. 2017. V. 203. P. 97.
Acha C. Dynamical behaviour of the resistive switching in ceramic YBCO/metal interfaces // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. V. 44. P. 345301.
Moreo A., Yunoki S., Dagotto E. Phase separation scenario for manganese oxides and related materials // Science. 1999. V. 283. P. 2034–2040.
Tulina N.A., Borisenko I.Yu., Shmytko I.M. et al. The Study of Switching Dynamics in Planar Memristive Structures Based on Epitaxial Films of YBa2Cu3O7 – δ High-Temperature Superconductor // J. Superconductivity and Novel Magnetism. 2020. V. 33. P. 3695–3704.
Oka T., Nagaosa N. Interfaces of Correlated Electron Systems // Phys. Rev. Let. 2005. V. 95. P. 266403-4.
Tulina N.A., Borisenko I.Yu. Frequency Dependence of the Resistive Switching Effect in Bi2Sr2CaCu2O8 + y/Ag film Heterocontacts // Physics Letters A. 2008. V. 372. P. 918–923.
Sirotkin V.V., Tulina N.A., Rossolenko A.N., Borisenko I.Yu. Numerical Simulation of Resistive Switching in Heterostructures Based on Anisotropic Oxide Compounds // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. 2016. V. 80. P. 497–499.
Tulina N.A., Shmytko I.M., Ivanov A.A. et al. Memristive Properties of Manganite-Based Planar Structures // Russian Microelectronics. 2022. V. 51. № 5. P. 349–357.