In situ исследование роста филаментов в пленках стабилизированного диоксида циркония методом контактной емкостной атомно-силовой микроскопии
Филатов Д.О.1, Сорочкина Е.Д.1, Антонов Д.А.1, Антонов И.Н.1, Горшков О.Н.1
1Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия

Email: dmitry_filatov@inbox.ru
Поступила в редакцию: 21 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 25 июня 2025 г.
Принята к печати: 7 июля 2025 г.
Выставление онлайн: 11 сентября 2025 г.
Методом контактной емкостной атомно-силовой микроскопии исследованы процессы электроформовки и резистивного переключения в тонкой пленке стабилизированного иттрием диоксида циркония на проводящей подложке. В процессе линейной развертки напряжения между зондом и подложкой, наблюдалось нелинейное увеличение емкости зонд-образец, связанное с формированием в слое диэлектрика под зондом кластера, состоящего из вакансий кислорода (проводящего филамента). При последующем циклическом переключении пилообразным напряжением наблюдалось циклическое увеличение и уменьшение емкости зонд-образец, связанное с соответствующими изменениями размеров филамента под действием электрического поля между зондом и подложкой. Результаты настоящей работы демонстрируют возможности метода контактной емкостной микроскопии для исследования динамики филаментов в процессе резистивного переключения в оксидных пленках. Ключевые слова: мемристор, резистивное переключение, филамент, контактная емкостная атомно-силовая микроскопия, стабилизированный диоксид циркония.
- Y. Xiao, B. Jiang, Z. Zhang, S. Ke, Y. Jin, X. Wen, C. Ye. Sci. Technol. Adv. Mater. 24, 1, 2162323 (2023). DOI: 10.1080/14686996.2022.216232
- D. Zhu, Y. Li, W. Shen, Z. Zhou, L. Liu, X. Zhang. J. Semicond. 38, 7, 071002 (2017). DOI: 10.1088/1674-4926/38/7/071002
- J. Zhu, T. Zhang, Yu. Yang, R. Huang. Appl. Phys. Rev. 7, 1, 011312 (2020). DOI: 10.1063/1.5118217
- F. Zahoor, T.Z.A. Zulkifli, F.A. Khanday. Nanoscale Res. Lett. 15, 1, 90 (2020). DOI: 10.1186/s11671-020-03299-9
- D. Ielmini. Semicond. Sci. Technol. 31, 6, 063002 (2016). DOI: 10.1088/0268-1242/31/6/063002
- S.H. Lee, X. Zhu, W.D. Lu. Nano Res. 13, 1228 (2020). DOI: 10.1007/s12274-020-2616-0
- Y. Yang, Y. Takahashi, A. Tsurumaki-Fukuchi, M. Arita, M. Moors, M. Buckwell, A. Mehonic, A.J. Kenyon. J. Electroceramics 39, 73 (2017). DOI: 10.1007/s10832-017-0069-y
- M. Lanza. Materials 7, 2155 (2014). DOI: 10.3390/ma7032155
- M.A. Ryabova, D.A. Antonov, A.V. Kruglov, I.N. Antonov, D.O. Filatov, O.N. Gorshkov. J. Phys.: Conf. Ser. 2086, 01220 (2021). DOI: 10.1088/1742-6596/2086/1/012205
- C. Daniel Frisbie. In: Encyclopedia of Physical Science and Technology (3rd Edition) / Ed. R.A. Meyers. Elsevier, Amsterdam (2003). P. 469--484. DOI: 10.1016/B0-12-227410-5/00675-X
- E.W. Lim, R. Ismail. Electronics 4, 3, 586 (2015). DOI:10.3390/electronics4030586
- Контактная Сканирующая Емкостная микроскопия (Измерительный вкладыш AU030). Руководство по эксплуатации. НТ-МДТ. М. (2010). 28 с.]
- D.B. Strukov, G.S. Snider, D.R. Stewart, R.S. Williams. Nat. Mater. 453, 80 (2008). DOI: 10.1038/nature06932
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теория упругости. Физматлит, М. (2003). 269 с
- D.O. Filatov, D.A. Antonov, O.N. Gorshkov, A.P. Kasatkin, D.A. Pavlov, V.N. Trushin, I.A. Antonov, M.E. Shenina. In: Atomic Force Microscopy (AFM): Principles, Modes of Operation and Limitations / Ed. H. Yang. Nova Science, N.Y. (2014). P. 335
- S. Tikhov, O. Gorshkov, I. Antonov, A. Morozov, M. Koryazhkina, D. Filatov. Adv. Condens. Matter Phys. 8, 2028491 (2018). DOI 10.1155/2018/2028491
- A. Mikhaylov, A. Belov, D. Korolev, I. Antonov, V. Kotomina, A. Kotina, E. Gryaznov, A. Sharapov, M. Koryazhkina, R. Kryukov, S. Zubkov, A. Sushkov, D. Pavlov, S. Tikhov, O. Morozov, D. Tetelbaum. Adv. Mater. Technol. 5, 1, 1900607 (2020). DOI: 10.1002/admt.201900607
- G.P. Cousland, X.Y. Cui, S. Ringer, A.E. Smith, A.P.J. Stampfl, C.M. Stampfl. J. Phys. Chem. Solids 75, 11, 1252 (2014). DOI: 10.1016/j.jpcs.2014.05.015
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.