NbOx 中电场与电流诱导的电形成模式
材料科学
2020-01-30 v2 应用物理
摘要
电形成用于在金属/氧化物/金属器件中通过在氧化物薄膜内创建丝状导电通路来启动忆阻响应。此处我们采用一种简单的基于光刻胶的检测技术来绘制 Nb/NbOx/Pt 器件中形成的导电丝空间分布，并将其与电流-电压特性及原位热反射测量相关联，以识别低导电性与高导电性 NbOx 薄膜中不同的电形成模式。在低导电性薄膜中，导电丝随机分布于氧化物薄膜内，符合场诱导最弱链机制；而在高导电性薄膜中，它们集中于薄膜中心。在后一种情况下，电流-电压特性与原位热反射成像表明，电形成与电流分叉为低电流密度与高电流密度区域有关。有限元电流分布建模支持这一结论，并表明其与电流分布简单核-壳模型的预测一致。这些结果清晰展示了同一材料体系中两种截然不同的电形成模式，并表明主导模式取决于薄膜导电性：场诱导电形成在低导电性薄膜中占主导，而电流分叉诱导电形成在高导电性薄膜中占主导。最后，我们在高导电性薄膜中演示了 S 型与回跳负微分电阻，并用双区模型解释了该行为。
引用
@article{arxiv.1909.06443,
title = {Electric field and current induced electroforming modes in NbOx},
author = {Sanjoy Kumar Nandi and Shimul Kanti Nath and Assaad El Helou and Shuai Li and Mutsunori Uenuma and Peter E Raad and Robert G Elliman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.06443},
year = {2020}
}