Estudio de la conmutación resistiva en junturas de óxidos nanoestructurados.

Dr. Javier Curiale (curiale@cab.cnea.gov.ar) y Dra. María José Sánchez (majo@cab.cnea.gov.ar)

Laboratorio de Resonancias Magnéticas y Grupo de Teoría de Sólidos

Las memorias RAM Resistivas no volátiles (RRAM) están siendo objeto de un gran esfuerzo de investigación motivado por sus aplicaciones a la electrónica móvil de próxima generación [1,2].

Estos dispositivos están generalmente compuestos de un material semiconductor entre dos electrodos metálicos y exhiben un cambio significativo de la resistencia denominado "Resistive Switching” (RS) bajo la aplicación de pulsos de voltaje o corriente. En el campo teórico, se ha introducido un modelo para las RRAMs que ha permitido la comprensión de varios de los mecanismos involucrados en la conmutación de su resistencia (RS) entre dos estados bien definidos (alta resistencia/OFF, baja resistencia/ON)[3-6]. En este modelo, el cual ha permitido reproducir características no triviales de varios experimentos, las interfaces electrodos-semiconductor y las inhomogeneidades, como defectos y vacancias de oxígeno, juegan un rol fundamental.

El plan de trabajo es una propuesta teórico-experimental que involucra la realización de experimentos y su posterior modelado. Durante el desarrollo de la etapa experimental se trabajará sobre una serie de dispositivos, multicapas de Al/TiO₂/Au, fabricados en el Centro Atómico Constituyentes por los colaboradores Dr. P. Levy & Magter. N. Ghenzi ). Se realizaran distintos tipos de mediciones eléctricas tendientes a caracterizar por un lado el proceso de "electroforming" y su dependencia con los parámetros experimentales, como así también el proceso de conmutación resistiva. Las mediciones más usuales serán de Tensión y Corriente vs. tiempo y de Tensión vs. Corriente (curvas IV), poniendo especial énfasis en la evolución temporal de la resistencia cerca del umbral de conmutación.

Luego, se avanzará sobre el modelado de los sistemas estudiados con el objetivo de calcular las curvas IV características para distintas distribuciones de defectos y en función de los distintos parámetros accesibles experimentalmente. Se considerarán diversos acoplamientos entre los electrodos y el cable, que puedan dar lugar a la formación de barreras tipo Schottky y a mecanismos de transporte tipo tuneleo.

El trabajo se desarrollará en el laboratorio de Resonancias Magnéticas y en el grupo de Teoría de Sólidos, donde se cuenta con la facilidades experimentales y computacionales necesarias para llevar a cabo la presente investigación.

Bibliografía:

1. www.intel.com/research/silicon
2. Beck, A. et al., Appl. Phys. Lett. 77, 139 (2000).
3. M. J. Rozenberg, I. H. Inoue and M. J. Sánchez, Phys. Rev. Lett. 92, 178302 (2004).
4. M.J. Rozenberg, I. H. Inoue and M. J. Sánchez, App. Phy. Lett 88, 033510 (2006).
5. M. J. Sánchez , M. J. Rozenberg and I. H. Inoue , App. Phy. Lett 91, 252101(2007).
6. M. J. Rozenberg, M. J. Sánchez, R. Weht, C .Acha, F. Gomez-Marlasca and P. Levy, Phys. Rev. B. 81, 115101 (2010) .