氢化钙钛矿镍酸盐突触器件的红外纳米成像
应用物理
2023-09-12 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
由钙钛矿镍酸盐等关联氧化物制成的固态器件可通过模拟生物突触功能在神经形态计算中展现前景。然而，在纳米尺度上理解掺杂剂作用对阐明相关基本机制而言是一项艰巨挑战。在此，我们对氢掺杂关联钙钛矿钕镍氧（H-NdNiO3）器件进行原位红外纳米成像，揭示了外加场如何在纳米尺度扰动掺杂剂分布。该扰动导致垂直于外加场的、具有不同电导率的条带相，其决定了器件的宏观电学特性。高光谱纳米 FTIR 成像结合密度泛函理论计算揭示了与 OH 伸缩模式相关的 H-NNO 多种振动态的实空间分布图及其对掺杂浓度的依赖。此外，过剩电荷的局域化引起 NNO 的面外晶格膨胀，这通过原位 X 射线衍射得到证实，并产生一种阻碍进一步扩散的应变。我们的结果及此处所呈技术对快速发展的忆阻器与神经形态器件领域极具潜力，其中纳米尺度离子运动从根本上决定了器件功能。
引用
@article{arxiv.2309.04486,
title = {Infrared Nanoimaging of Hydrogenated Perovskite Nickelate Synaptic Devices},
author = {Sampath Gamage and Sukriti Manna and Marc Zajac and Steven Hancock and Qi Wang and Sarabpreet Singh and Mahdi Ghafariasl and Kun Yao and Tom Tiwald and Tae Joon Park and David P. Landau and Haidan Wen and Subramanian Sankaranarayanan and Pierre Darancet and Shriram Ramanathan and Yohannes Abate},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.04486},
year = {2023}
}
备注
30 pages, 5 figures in the main text and 5 figures in the Supplementary Material