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导电金属氧化物与氧化铪双层 ReRAM:第一性原理研究

材料科学 2025-03-21 v1

摘要

在双层阻变存储器器件背景下,我们对两种导电金属氧化物(CMO,即 TaO 和 TiO)与立方氧化铪(HfO2HfO_2)之间的界面进行了广义梯度近似(GGA)模拟。我们通过在 HfO2HfO_2 内部创建一条原子级薄的氧原子空位路径,模拟了 HfO2HfO_2 中的细丝导电。我们表明,这种原子级薄的细丝导致结构电阻的大幅降低。此外,我们探讨了 CMO 内部氧过剩对器件全局电阻产生影响的可能性,并证实了这种诱导调制。我们还阐明了对 CMO 内部注入氧原子时观察到的电阻增加的两个可能原因。最后,我们指出了以 TaO 和 TiO 作为 CMO 的器件之间的关键差异。我们表明,含 TaO 的结构总体上更稳定,并表现出仅包含低阻和高阻(两个明显分离的能级)的行为,而含 TiO 的结构则允许存在中间电阻。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.09238,
  title  = {Conductive metal oxide and hafnium oxide bilayer ReRAM: an ab initio study},
  author = {Antoine Honet and Aida Todri-Sanial},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.09238},
  year   = {2025}
}