Гибкие мемристоры, созданные 2D-печатью из материалов на основе графена
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ , 22-19-00191
Иванов А.И.1, Соотс Р.А.1, Пулик А.Д.1, Антонова И.В.1,2
1Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Email: art.iv.il@mail.ru
Поступила в редакцию: 17 марта 2024 г.
В окончательной редакции: 26 апреля 2024 г.
Принята к печати: 22 мая 2024 г.
Выставление онлайн: 27 июля 2024 г.
Мемристорные структуры с кроссбар архитектурой были напечатаны на 2D-струйном принтере. Активный слой мемристора сформирован из наночастиц V2O5, капсулированных фторированным графеном. Для изготовления контактов использована суспензия на основе частиц графена. Получены стабильные переключения с отношением токов в открытом и закрытом состояниях ON/OFF величиной два порядка и напряжением переключения 1.0-1.5 V. Токи в открытом состоянии увеличивались с увеличением площади структур, что соответствует проводимости по локализованным состояниям. Растягивающие деформации, возникающие при изгибе величиной более 2% приводят к уменьшению тока в открытом состоянии, эти изменения являются обратимыми. Варьирование параметров структур и, прежде всего, уменьшение площади и толщины активного слоя позволяет перейти к многоуровневому режиму переключений. Показана перспективность использования таких мемристоров для создания энергонезависимой и многоуровневой памяти с низким потреблением энергии. Ключевые слова: мемристор, кроссбар структуры, графеновые контакты,фторированный графен, гибкость, многоуровневые переключения.
- J. Zhu, T. Zhang, Y. Yang, R. Huang. Appl. Phys. Rev., 7, 011312 (2020)
- P. Tufan, K.S. Pranab, M. Soumen, K.K. Chattopadhyay. ACS Appl. Electron. Mater., 2 (11), 3667 (2020)
- D. Ielmini, Z. Wang, Y. Liu. APL Mater., 9, 050702 (2021)
- Y. Chen. ReRAM: History, Status, and Future. IEEE Trans. Electron. Devices, 67, 1420 (2020)
- B. Li, J.R. Doppa, P.P. Pande, K. Chakrabarty, J.X. Qiu, H. Li, ACM J. Emerg. Technol. Comput. Syst. (JETC), 16, 1 (2020)
- C. Bengel, F. Cuppers, M. Payvand, R. Dittmann, R. Waser, S. Hoffmann-Eifert, S. Menzel. Front. Neurosci., 15, 661856 (2021)
- A.I. Ivanov, A.K. Gutakovskii, I.A. Kotin, R.A. Soots, I.V. Antonova. Adv. Electron. Mater., 5 (10), 1900310 (2019)
- W.K. Kim, C. Wu, T.W. Kim. Appl. Surf. Sci., 444, 65 (2018)
- R. Ge, X. Wu, M. Kim, J. Shi, S. Sonde, L. Tao, Y. Zhang, J.C. Lee, D. Akinwande. Nano Lett., 18, 434 (2018)
- A.I. Ivanov, V.Ya. Prinz, I.V. Antonova, A.K. Gutakovskii. Phys. Chem. Chem. Phys., 23, 20434 (2021)
- I.V. Antonova, I.I. Kurkina, A.K. Gutakovskii, I.A. Kotin, A.I. Ivanov, N.A. Nebogatikova, R.A. Soots, S.A. Smagulova. Mater. Des., 164, 107526 (2019)
- O. Berezina, D. Kirienko, A. Pergament, G. Stefanovich, A. Velichko, V. Zlomanov. Thin Solid Films, 574, 15 (2015)
- J.C. Perez-Marti nez, M. Berruet, C. Gonzales, S. Salehpour, A. Bahari, B. Arredondo, A. Guerrero. Adv. Funct. Mater., 33, 2305211 (2023)
- V. Aglieri, A. Zaffora, G. Lullo, M. Santamaria, F.Di Franco, U.Lo Cicero, M. Mosca, R. Macaluso. Superlat. Microstruct., 113, 135 (2018)
- J. Zhao, C. He, R. Yang, Z. Shi, M. Cheng, W. Yang, G. Xie, D. Wang, D. Shi, G. Zhang. Appl. Phys. Lett., 101 (6), 063112 (2012)
- J.-L. Meng, T.Y. Wang, Z. Yu He, L. Chen, H. Zhu, L. Ji, Q.Q. Sun, S.-J. Ding, W.-Z. Bao, P. Zhou, D.W. Zhang. Mater. Horizons, 8, 538 (2021)