Estudio de la respuesta I-V en celdas de memoria de Sb₇₀Te₃₀ - Fontana, Marcelo Raúl (2024)
Los vidrios calcogenuros se encuentran dentro del grupo de los materiales de cambio de fase y son prometedores en su aplicación a memorias electrónicas no volátiles. Bajo pulsos eléctricos, pueden ciclar entre dos estados estructurales amorfo y cristalino que están bien diferenciados en su conductividad. Suponiendo que los mecanismos de cambio de fase dependen de la energía por unidad de volumen entregada al material sensible, es deseable construir celdas a escala micrométrica, considerando también que eventualmente podrían integrarse en procesos de fabricación microelectrónica. En un trabajo anterior, observamos una disminución abrupta en la resistencia de las películas delgadas base Sb₇₀ Te₃₀ depositadas por ablación láser en un rango de temperatura de aproximadamente 445 K cuando la muestra se calienta a bajas velocidades. A partir de los resultados de la calorimetría diferencial de barrido y difracción de rayos X en muestras obtenidas por el mismo método, asociamos el cambio de resistividad con el proceso de cristalización. En este trabajo, construimos dispositivos micrométricos de superficie rectangular con Sb₇₀Te₃₀ como material sensible, depositado sobre electrodos coplanares con espaciado L (8 y 16μm) y ancho W (4, 8, 16, 32 y 64μm). Medimos la respuesta de voltaje de los dispositivos cuando se excitan mediante barrido de corriente creciente y, entre barridos consecutivos medimos la resistencia aplicando un valor de voltaje constante. En las curvas I-V identificamos una transformación del estado original a uno de menor resistencia, atribuible a la cristalización, pero no fue posible realizar la transformación inversa a un estado de mayor resistencia. Partiendo del desconocimiento sobre la conductividad del material, simulamos el campo eléctrico en la celda mediante el Método de los Elementos Finitos. La conductividad eléctrica del vidrio calcogenuro en su estado inicial (amorfo) fue estimada a partir de ajustar su valor en las simulaciones con diferentes geometrías minimizando la diferencia entre las resistencias medidas y simuladas.