Atomi méretskálájú Nb2O5 memrisztorok vezetési csatornáinak vizsgálata
Napjaink információs társadalmának létrejöttében fontos szerepet játszott a számítógépek adattárolási- és számítási kapacitásának utóbbi évtizedekben tapasztalható folyamatos növekedése. A memóriaeszközök karakterisztikus mérete napjainkra elérte a 10 nm-es mérettartományt, ám a CMOS alapú eszközök további méretcsökkenését korlátozzák az elterjedt technológiák határai, viszont léteznek ennél kisebb, eltérő működési elvű memóriák. Egy ilyen ígéretes alternatíva a memrisztor, amelyben közel atomi, néhány nm-es méretskálán analóg információ tárolható nem-illékony módon az eszköz ellenállásának értékében [1]. Működésének alapja egy fém elektródák között található ionos vezető vékonyrétegben nanokontaktusok kialakulásával és bomlásával járó ellenállásváltozás.
Dolgozatom célkitűzése Nb elektródák között elhelyezkedő Nb2O5 vékonyrétegben létrehozott nanokontaktusok memrisztív viselkedésének vizsgálata, illetve az elektródák között kialakuló vezető csatorna méretének meghatározása alacsony hőmérsékletű subgap spektroszkópiai módszerekkel. Az anyagválasztás egyik motivációja volt, hogy a Nb2O5 kompatibilis a mikroelektronikai ipar gyártási módszereivel, használják például alacsony zajú SMD kondenzátorok dielektrikum rétegeként [2]. A kutatócsoport korábbi ereményei alapján a Nb2O5 ígéretes anyag memrisztor célú alkalmazás szempontjából is, mert Nb/Nb2O5/PtIr nanokontaktusok ellenállása nanoszekundumos jelekkel hangolható [3].
Kísérleti munkám során folyékony héliummal hűtött Nb/Nb2O5/Nb rendszerben memrisztív kapcsolásokat mutattam ki. A nióbium elektródák szupravezető fázisában a vezetőképesség meghajtó feszültség függését mértem, amiből megfelelően kicsi zajszint mellett meghatározható a kontaktus vezetési csatornáinak száma és azok transzmissziója. Ezek alapján becslés adható a kontaktus méretére, ami a hosszútávú célt jelentő miniatürizálás miatt nagyon fontos paraméter.
Irodalom:
[1] J. J. Yang et al., Nature Nanotechnology, 8, 13 (2013)
[2] S.-J. Kim et al., IEEE Electron Device Letters, 26, 625 (2005)
[3] Molnár Dániel és Török Tímea Nóra, Ultragyors memrisztív kapcsolások kísérleti vizsgálata Nb2O5 nanokontaktusokban. Kari TDK dolgozat, BME (2016)
szerző
-
Török Tímea Nóra
Fizikus mesterképzési szak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Halbritter András
tanszékvezető, egyetemi tanár, Fizika Tanszék
