低温下神经形态NbO2忆阻器件开关性能的增强

研究了二氧化铌(NbO$_\mathrm{2}$)基忆阻器件在低温下的电学性质和开关性能。通过磁控溅射沉积亚化学计量比的Nb$_\mathrm{2}$O$_\mathrm{5}$，并图案化为微米尺度(2$\times$2 - 15$\times$15 $\mu$m$^2$)的Au/Ru/NbO$_\mathrm{x}$/Pt交叉器件，在3-5 V电压下电致成型以形成NbO$_\mathrm{2}$细丝。在低温下，阈值电压($V_\mathrm{th}$)增加了3倍以上。对于快速电压扫描(每次测量200 ms)，保持电压($V_\mathrm{h}$)显著低于阈值电压。如果在两次电压测量之间让样品冷却，保持电压会增加，但从未达到阈值电压，这表明细丝中存在非易失性的Nb$_\mathrm{2}$O$_\mathrm{5}$。器件的激活能约为 $E_a \approx 1.4$ eV，低于其他已报道的NbO$_\mathrm{2}$器件。我们的工作表明，即使是标称“不良”的忆阻器件，也可以通过降低漏电流和在低温下增加样品电阻来改善其性能。