通过 Peierls 畸变实现 TaO2 同质多象中的可逆开关用于电阻式随机存取存储器
材料科学
2015-03-05 v1
摘要
基于过渡金属氧化物的电阻式随机存取存储器是下一代通用非易失性存储器的有希望候选者。寻找和设计适用于存储器的合适新材料成为一项紧迫任务。在此，我们结合演化算法与第一性原理计算，预测了一种具有 TaO2 化学式的新结构。这种具有三斜对称性（T-TaO2）的新结构在能量上和动力学上均比普遍认为的金红石结构（R-TaO2）更有利。我们的杂化泛函计算表明，T-TaO2 是带隙为 1.0 eV 的半导体，而 R-TaO2 是金属导体。这种电学性质的巨大差异使得 TaO2 成为电阻式随机存取存储器（RRAM）的潜在候选材料。此外，我们证明了 T-TaO2 实际上是 R-TaO2 相的 Peierls 畸变产物，这两种结构之间的转变是通过 Ta 原子的定向位移实现的。从 R-TaO2 到 T-TaO2 的可逆相变能垒为 0.19 eV/atom，反向则为 0.23 eV/atom，表明该电阻开关具有低功耗特性。本研究发现为电阻开关提供了一种新机制，并将激发制备基于氧化钽的 RRAM 的实验工作。
引用
@article{arxiv.1501.06632,
title = {Realization of a reversible switching in TaO2 polymorphs via Peierls distortion for resistance random access memory},
author = {Linggang Zhu and Jian Zhou and Zhonglu Guo and Zhimei Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.06632},
year = {2015}
}