价态变化存储器单元的原子尺度建模框架
材料科学
2022-11-23 v1
摘要
我们提出一个专用于建模价态变化存储器（VCM）单元阻变操作的框架。该方法结合了器件结构的原子尺度描述、用于外场下中心氧化物中氧空位产生与扩散的动力学蒙特卡洛（KMC）模型，以及用于计算电流与电导的第一性原理量子输运方法。因此，它再现了真实随机的器件操作及其对所得电导的影响。我们通过模拟 TiN/HfO/TiN VCM 单元的开关周期来展示该框架，并观察到高/低阻态间清晰的电流滞回，电导比达一个数量级。此外，我们观察到电导变化源于活性电极附近空位的产生与复合，有效调制了电流的隧穿间隙。该框架可用于进一步在原子尺度研究阻变背后的机制，并优化 VCM 材料堆叠与几何结构。
引用
@article{arxiv.2207.01095,
title = {An Atomistic Modelling Framework for Valence Change Memory Cells},
author = {Manasa Kaniselvan and Mathieu Luisier and Marko Mladenović},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.01095},
year = {2022}
}
备注
4 pages, 5 figures. Submitted to Solid-State Electronics Special Issue: LETTERS from the International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices 2022