Oxygen vacancy dynamics in Pt/TiOx/TaOy/Pt memristors: exchange with the environment and internal electromigration

Autores
Leal Martir, Rodrigo Ernesto; Sanchez, Maria Jose; Aguirre, Myriam Haydee; Quiñonez, Walter Javier; Ferreyra, Cristian Daniel; Acha, Carlos Enrique; Lecourt, Jerome; Lüders, Ulrike; Rubi, Diego
Año de publicación
2022
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Memristors are expected to be one of the key building blocks for the development of new bio-inspired nanoelectronics. Memristive effects in transition metal oxides are usually linked to the electromigration at the nanoscale of charged oxygen vacancies (OV). In this paper we address, for Pt/TiOx /TaOy /Pt devices, the exchange of OV between the device and the environment upon the application of electrical stress. From a combination of experiments and theoretical simulations we determine that both TiOx and TaOy layers oxidize, via environmental oxygen uptake, during the electroforming process. Once the memristive effect is stabilized (post-forming behavior) our results suggest that oxygen exchange with the environment is suppressed and the OV dynamics that drives the memristive behavior is restricted to an internal electromigration between TiOx and TaOy layers. Our work provides relevant information for the design of reliable binary oxide memristive devices.
Fil: Leal Martir, Rodrigo Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
Fil: Sanchez, Maria Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
Fil: Aguirre, Myriam Haydee. Universidad de Zaragoza; España
Fil: Quiñonez, Walter Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes; Argentina
Fil: Ferreyra, Cristian Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes; Argentina
Fil: Acha, Carlos Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina
Fil: Lecourt, Jerome. No especifíca;
Fil: Lüders, Ulrike. No especifíca;
Fil: Rubi, Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes; Argentina
Materia
MEMRISTIVE DEVICES
OXYGEN VACANCY DINAMICS
TRANSITION METAL OXIDE THIN FILMS
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
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From a combination of experiments and theoretical simulations we determine that both TiOx and TaOy layers oxidize, via environmental oxygen uptake, during the electroforming process. Once the memristive effect is stabilized (post-forming behavior) our results suggest that oxygen exchange with the environment is suppressed and the OV dynamics that drives the memristive behavior is restricted to an internal electromigration between TiOx and TaOy layers. Our work provides relevant information for the design of reliable binary oxide memristive devices.Fil: Leal Martir, Rodrigo Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Sanchez, Maria Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Aguirre, Myriam Haydee. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Quiñonez, Walter Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes | Comisión Nacional de Energía Atómica. 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