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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Electronic mechanism for resistive switching in metal/insulator/metal nanodevices

Texto completo
Autor(es):
Raebiger, Hannes [1, 2] ; Padilha, Antonio Claudio M. [1, 3, 4] ; Rocha, Alexandre Reily [5] ; Dalpian, Gustavo M. [1]
Número total de Autores: 4
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Fed ABC, Ctr Ciencias Nat & Humanas, Santo Andre, SP - Brazil
[2] Yokohama Natl Univ, Dept Phys, Yokohama, Kanagawa - Japan
[3] Brazillian Nanotechnol Natl Lab LNNano CNPEM, BR-13083970 Campinas, SP - Brazil
[4] Flextron Inst Tecnol, BR-13918900 Jaguariuna - Brazil
[5] Univ Estadual Paulista, Inst Fis Teor, Sao Paulo, SP - Brazil
Número total de Afiliações: 5
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS; v. 53, n. 29 JUL 15 2020.
Citações Web of Science: 0
Resumo

Passing current at given threshold voltages through a metal/insulator/metal sandwich structure device may change its resistive state. Such switching has been rationalized by ion drift models, or changes in electronic states, but the underlying physical mechanism is poorly understood. We propose a new model based on electrostatics to explain multiple resistive states in memristors that contain large defect densities. The different resistive states are due to spontaneously charged states of the insulator `storage medium', characterized by different `band bending' solutions of Poisson's equation. For an insulator with mainly donor type defects, the low-resistivity state is characterized by a negatively charged insulator due to convex band bending, and the high-resistivity state by a positively charged insulator due to concave band bending; vice versa for insulators with mainly acceptor type defects. We show that these multiple solutions coexist only for nanoscale devices and for bias voltages limited by the switching threshold values, where the system charge spontaneously changes and the system switches to another resistive state. We outline the general principles how this functionality depends on material properties and defect abundance of the insulator `storage medium'. (AU)

Processo FAPESP: 11/21719-8 - Simulações ab initio de sistemas memristivos: da matéria prima ao dispositivo
Beneficiário:Antonio Cláudio Michejevs Padilha
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 13/22577-8 - Colaboração da UFABC om a Universidade Nacional de Yokohama para o estudo teórico de nanoestruturas em interfaces e inseridas em materiais bulk
Beneficiário:Gustavo Martini Dalpian
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
Processo FAPESP: 15/05830-7 - Simulações ab initio de sistemas memristivos: da matéria prima ao dispositivo
Beneficiário:Antonio Cláudio Michejevs Padilha
Linha de fomento: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado