基于 SiO${_x}$ 与垂直排列 MoS${_2}$ 异质结构降低阈值开关器的阈值 Variability
应用物理
2025-11-14 v1
摘要
层状二维材料具有独特的结构特征，例如仅通过 van der Waals 力相连的层间物理间隙。这些 vdW 间隙可引导嵌入离子的迁移，从而调控阻变开关（RS）器件中的纤维母线生长。垂直排列的二维材料及其异质结构可在纳米晶交叉阵列中提供 vdW 间隙介导的离子传输，具有高度集成度和可靠 RS 性能的潜力。然而，基本的开关机制及其对 RS 的贡献仍不充分理解。本文研究了由 sulfurization 生长的垂直排列 2D 硼化锰化物（VAMoS）和硅氧化物（SiO）构成的异质结构中的银（Ag）纤维基盤阈值开关（TS）。与仅包含 SiO 的器件相比，SiO/VAMoS 器件显示出更高的开阈值和保持电压，约为 0.4 V，脉冲下 4 V 时开关速度可达 356 ns，循环间歇的 on-current 可变性降低至 3.0%。一种基于物理的、可变性感知的模型揭示，vdW 间隙中受限的 Ag 离子迁移形成极薄的种子纤维，引导纤维在 SiO 层中的生长。这些发现表明，SiO/VAMoS 异质结构为垂直器件架构中的可靠阈值开关提供了有前景的概念，适用于新兴存储器和神经形态计算。
引用
@article{arxiv.2511.09561,
title = {Reduced Variability in Threshold Switches Using Heterostructures of SiO${_x}$ and Vertically Aligned MoS${_2}$},
author = {Jimin Lee and Rana Walied Ahmad and Sofía Cruces and Dennis Braun and Lukas Völkel and Ke Ran and Joachim Mayer and Stephan Menzel and Alwin Daus and Max C. Lemme},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.09561},
year = {2025}
}
备注
33 pages