Key Role of Oxygen-Vacancy Electromigration in the Memristive Response of Ferroelectric Devices

Autores
Ferreyra, Cristian Daniel; Rengifo Morocho, Miguel Andrés; Sanchez, Maria Jose; Everhardt, Arnoud S.; Noheda, Beatriz; Rubi, Diego
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Ferroelectric memristors are intensively studied due to their potential implementation in data storage and processing devices. In this work we show that the memristive behavior of metal-ferroelectric-oxide-metal devices relies on the competition of two effects: the modulation of metal-ferroelectric interface barriers by the switchable ferroelectric polarization and the electromigration of oxygen vacancies, with the depolarizing field playing a fundamental role in the latter. We simulate our experimental results with a phenomenological model that includes both effects and we reproduce several nontrivial features of the electrical response, including resistance relaxations observed after external poling. Besides providing insight into the underlying physics of these complex devices, our work suggests that it is possible to combine nonvolatile and volatile resistive changes in single ferroelectric memristors, an issue that could be useful for the development of neuromorphic devices.
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: Rengifo Morocho, Miguel Andrés. 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: 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: Everhardt, Arnoud S.. University of Groningen; Países Bajos
Fil: Noheda, Beatriz. University of Groningen; Países Bajos
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
ferroelectric memristors
Oxygen vacancies dynamics
Neuromorphic devices
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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