TaS$_2$ 中脉冲诱导电荷密度波相变的原位低温 STEM 研究
材料科学
2023-09-13 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
电荷密度波(CDW)材料 1T-TaS 表现出脉冲诱导的绝缘体到金属转变,这在忆阻存储器和神经形态硬件等下一代电子器件中展现出前景。然而,由于对开关机制、脉冲诱导相以及材料缺陷影响的了解不足,TaS 器件的合理设计受到阻碍。在此,我们在低温扫描透射电子显微镜(STEM)内操作一个双端 TaS 器件,并以纳米级空间分辨率和低至 300 {\mu}s 的时间分辨率直接可视化变化的 CDW 结构。我们表明脉冲诱导转变由焦耳热驱动,并且脉冲诱导态对应于近公度和非公度 CDW 相,取决于所施加的电压幅度。通过我们的原位低温 STEM 实验,我们直接将 CDW 结构与器件电阻相关联,并表明位错显著影响器件性能。该工作解决了 TaS 器件中电阻开关的基本问题,这对设计可靠且可扩展的 TaS 电子器件至关重要。
引用
@article{arxiv.2309.06406,
title = {In operando cryo-STEM of pulse-induced charge density wave switching in TaS$_2$},
author = {James L Hart and Saif Siddique and Noah Schnitzer and Stephen D. Funni and Lena F. Kourkoutis and Judy J. Cha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.06406},
year = {2023}
}