Зондовая микроскопия резистивного переключения в нанокристаллическом оксиде меди (CuxO)
Министерство образования и науки Российской Федерации, Государственное задание, ES-2024- 0026
Федоров Л.Ю.
1,2, Карпов И.В.
1,2, Павлов А.В.
1,2, Жилкашинова А.М.
3, Лямкин А.И.
1,21Федеральный исследовательский центр Красноярский научный центр СO РАН, Красноярск, Россия
2Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
3Восточно-Казахстанский университет им. Сарсена Аманжолова, Усть-Каменогорск, Казахстан
Email: 1401-87@mail.ru, karpovsfu@mail.ru, alexandr_pavlov_1988@mail.ru, almira_1981@mail.ru, doca@bk.ru
Поступила в редакцию: 23 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 23 апреля 2025 г.
Принята к печати: 23 апреля 2025 г.
Выставление онлайн: 11 сентября 2025 г.
Исследован эффект резистивного переключения в нанокристаллических пленках оксида меди (CuxO), синтезированных вакуумно-дуговым осаждением в аргон-кислородной атмосфере. Методами рентгеновской дифракции, рамановской и фотолюминесцентной спектроскопии, атомно-силовой микроскопии изучены структурные и электрофизические свойства пленок с различным фазовым составом (Cu2O, CuO, смешанные фазы). Установлено, что изменение парциального давления кислорода при синтезе позволяет управлять стехиометрией и дефектной структурой оксидов. Режимы проводящей атомно-силовой микроскопии использованы для локального анализа резистивного переключения, демонстрирующего биполярное поведение для смешанных фаз CuxO. Результаты подтверждают перспективность нанокристаллических оксидов меди для создания мемристоров с управляемыми характеристиками. Ключевые слова: оксиды меди, стехиометрия, вакуумная дуга, мемристоры.
- А.Г. Исаев, О.О. Пермякова, А.Е. Рогожин. Микроэлектроника, 52, 127 (2023). DOI: 10.31857/S0544126923700242
- C. Baeumer, R. Valenta, C. Schmitz, A. Locatelli, S.P. Rogers, A. Sala, N. Raab, S. Nemsak, M. Shim, C.M. Schneider, S. Menzel, R. Waser, R. Dittmann. ACS Nano, 11, 6921 (2017). DOI: 10.1021/acsnano.7b02113
- S.M. Patil, S.S. Kundale, S.S. Sutar, P.J. Patil, A.M. Teli, S.A. Beknalkar, R.K. Kamat, J. Bae, J.C. Shin, T.D. Dongale. Sci. Reports, 13, 4905 (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-32173-8
- S. Rehman, J.-H. Hur, D.-К. Kim. J. Phys. Chem. C, 122, 11076 (2018). DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b00432
- Z. Fan, X. Fan, A. Li, L. Dong. 12th IEEE Intern., Conf. Nanotechnol. (IEEE-NANO). (Birmingham, 2012), p. 1-4, DOI: 10.1109/NANO.2012.6322196
- Y.-M. Hu, Z.-D. Li, C.-H. Chia, J.-W. Chiou, Y.-Y. Liao, C.-C. Yu, T.-C. Han, S.-R. Jian, J.-Y. Juang. Appl. Surf. Sci., 601, 154215 (2022). DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.154215
- U.-B. Han, J.-S. Lee. Sci. Reports, 6, 25537 (2016). DOI: 10.1038/srep25537
- M. Kovsivcek, J. Zavavsnik, O. Baranov, B.vS. Bativc, U. Cvelbar. Cryst. Growth \& Design, 22, 6656 (2022). DOI: 10.1021/acs.cgd.2c00863
- А.В. Ушаков, И.В. Карпов, Л.Ю. Федоров, Е.А. Гончарова, М.В. Брунгардт, В.Г. Дёмин. ЖТФ, 91 (12), 1984 (2021). DOI: 10.21883/JTF.2021.12.51764.157-21
- А.В. Ушаков, И.В. Карпов, Л.Ю. Федоров, Е.А. Дорожкина, О.Н. Карпова, А.А. Шайхадинов, В.Г. Демин, А.И. Демченко, М.В. Брунгардт, Е.А. Гончарова. Материаловедение, 8, 26 (2019). DOI: 10.31044/1684-579X-2019-0-8-26-32
- Y. Deng, A.D. Handoko, Y. Du, S. Xi, B.S. Yeo. ACS Catal., 6, 2473 (2016). DOI: 10.1021/acscatal.6b002050
- L. Debbichi, M.C.M. de Lucas, J.F. Pierson, P. Kruger. J. Phys. Chem. C, 116, 10232 (2012). DOI: 10.1021/jp303096m
- Л.Ю. Федоров, А.В. Ушаков, И.В. Карпов. Материаловедение, 1, 28 (2024). DOI: 10.31044/1684-579X-2024-0-1-28-34
- M. Takahata, N. Naka. Phys. Rev. B, 98, 195205 (2018). DOI: 10.1103/PhysRevB.98.195205
- G. Marti nez-Saucedo, C.G. Torres-Castanedo, S. Arias-Ceron, R. Castanedo-Perez, G. Torres-Delgado, O. Zelaya-Angel. J. Lumines., 215, 116642 (2019). DOI: 10.1016/j.jlumin.2019.116642
- D. Nunes, T.R. Calmeiro, S. Nandy, J.V. Pinto, A. Pimentel, P. Barquinha, P.A. Carvalho, J.C. Walmsley, E. Fortunato, R. Martins. Thin Solid Films, 601, 45 (2016). DOI: 10.1016/j.tsf.2015.11.077
- W. Zheng, Y. Chen, X. Peng, K. Zhong, Y. Lin, Z. Huang. Materials, 11, 1253 (2018). DOI: 10.3390/ma11071253
- S. Dolai, S. Das, S. Hussain, R. Bhar, A.K. Pal. Vacuum, 141, 296 (2017). DOI: 10.1016/j.vacuum.2017.04.033
- Y. Peng, Z. Zhang, T.V. Pham, Y. Zhao, P. Wu, J. Wang. J. Appl. Phys., 111, 103708 (2012). DOI: 10.1063/1.4719059
- M. Younas, M. Nadeem, M. Idrees, M.J. Akhtar. Appl. Phys. Lett., 100, 152103 (2012). DOI: 10.1063/1.3702465
- А.Г. Исаев, О.О. Пермякова, А.Е. Рогожин. ЖТФ, 93, 1143 (2023). DOI: 10.21883/JTF.2023.08.55976.9-23
- Д.О. Филатов, М.Н. Коряжкина, Д.А. Антонов, И.Н. Антонов, Д.А. Лискин, М.А. Рябова, О.Н. Горшков. ЖТФ, 89 (11), 1669 (2019). DOI: 10.21883/JTF.2019.11.48326.127-19