基于氧化铪的阻变随机存取存储器中负责电荷传输的缺陷起源
介观与纳米尺度物理
2013-09-04 v2
摘要
阻变随机存取存储器 (ReRAM) 是通用存储器的一个有前途的候选者，它将结合高速动态随机存取存储器 (DRAM) 和非易失性闪存的最有利特性。ReRAM 基于在高阻态 (HRS) 和低阻态 (LRS) 之间来回切换。ReRAM 单元体积小，允许创建太比特规模的存储器。作为阻变存储器活性介质最有前途的材料之一是氧化铪 (HfO)。然而，一个尚未解决的物理问题是负责阻变存储器 HRS 态电荷传输的缺陷和陷阱的本质。在本研究中，我们通过实验和理论证明，氧空位负责基于 HfO 的阻变存储元件中 HRS 的电荷传输。我们还证明，LRS 传输是通过根据渗流理论描述的机制发生的。基于陷阱间的多声子隧穿模型，并假设电子陷阱为氧空位，电流 - 电压特性的实验数据与理论数据达到了良好的定量一致。基于氧空位的激发光谱和发光，确定了氧化铪中陷阱的热激发能。本研究的发现表明，在使用氧化铪的阻变存储元件中，氧化铪中的氧空位在产生 HRS 电荷传输缺陷方面起着关键作用。
引用
@article{arxiv.1309.0071,
title = {Origin of defects responsible for charge transport in resistive random access memory based on hafnia},
author = {Damir R. Islamov and T. V. Perevalov and V. A. Gritsenkov and V. Sh. Aliev and A. A. Saraev and V. V. Kaichev and E. V. Ivanova and M. V. Zamoryanskaya and C. H. Cheng and Albert Chin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.0071},
year = {2013}
}
备注
13 pages, 6 figures. The manuscript to be considered for publication in Nature Physics