Microscopia elettronica a trasmissione in situ con distorsione e fabbricazione di traverse asimmetriche basate su a -VO x afasemista

Shruti Nirantar; Edwin Mayes; Sharath Sriram

doi:10.3791/61026

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Articolo metodologico

Microscopia elettronica a trasmissione in situ con distorsione e fabbricazione di traverse asimmetriche basate su a -VO x afase_mista

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DOI:

10.3791/61026

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13 maggio 2020

Shruti Nirantar^*¹ , Edwin Mayes^*² , Sharath Sriram¹

¹Functional Materials and Microsystems Research Group and the Micro Nano Research Facility, RMIT University, ²RMIT Microscopy and Microanalysis Facility, RMIT University

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Presentato qui è un protocollo per l'analisi dei cambiamenti nanostrutturali durante la polarizzazione in situ con microscopia elettronica a trasmissione (TEM) per una struttura metallico-isolante-metallo impilata. Ha applicazioni significative nella commutazione resistiva delle traverse per la prossima generazione di circuiti logici programmabili e hardware di neuromimetica, per rivelare i loro meccanismi operativi sottostanti e l'applicabilità pratica.

Abstract

L'architettura della traversa a commutazione resistiva è fortemente desiderata nel campo delle memorie digitali grazie ai vantaggi a basso costo e ad alta densità. Diversi materiali mostrano variabilità nelle proprietà di commutazione resistiva a causa della natura intrinseca del materiale utilizzato, portando a discrepanze nel campo a causa dei meccanismi operativi sottostanti. Ciò evidenzia la necessità di una tecnica affidabile per comprendere i meccanismi che utilizzano osservazioni nanostrutturali. Questo protocollo spiega un processo dettagliato e una metodologia dell'analisi nanostrutturale in situ come risultato della polarizzazione elettrica utilizzando la microscopia elettronica a trasmissione (TEM). Fornisce prove visive e affidabili dei cambiamenti nanostrutturali sottostanti nelle operazioni di memoria in tempo reale. È inclusa anche la metodologia di fabbricazione e caratterizzazione elettrica per strutture asimmetriche della traversa che incorporano ossido di vanadio amorfo. Il protocollo qui spiegato per le pellicole di ossido di vanadio può essere facilmente esteso a qualsiasi altro materiale in una struttura sandwich metallo-dielettrico-metallo. Si prevede che le traverse di commutazione resistive servano la logica programmabile e i circuiti neuromorfici per i dispositivi di memoria di nuova generazione, data la comprensione dei meccanismi operativi. Questo protocollo rivela il meccanismo di commutazione in modo affidabile, tempestivo ed economico in qualsiasi tipo di materiale di commutazione resistiva, e quindi prevede l'applicabilità del dispositivo.

Introduzione

Le memorie di ossido di cambiamento di resistenza sono sempre più utilizzate come elemento costitutivo per nuove architetture di memoria e logica grazie alla loro velocità di commutazione compatibile, alla struttura cellulare più piccola e alla capacità di essere progettate in array di traverse tridimensionali (3D) ad^{alta capacità 1.} Ad oggi, sono stati segnalati più tipi di commutazione per dispositivi di commutazione resistiva²^,³. I comportamenti di commutazione comuni per gli ossidi metallici sono la commutazione unipolare, bipolare, resistiva complementare e la commutazione a soglia....