p (A) Esta é uma ilustração da matriz RRAM com cada célula de memória composta por um filamento (ensanduichado entre dois eletrodos). Em comparação com a matriz isolante circundante, vários nano-filamentos são formados dentro do óxido em massa. (B) Este é um elemento básico de uma célula RRAM. O controle do campo elétrico leva a diferentes estados de resistência. (C) A formação localizada de filamentos condutores em um filme fino de TiO2 é mostrada. A esquerda mostra o mapa de condutividade registrado pelo CAFM. A direita mostra o mesmo mapeamento atual em 3D. Crédito:Yuanmin Du / National U.Singapore
p A memória baseada em efeitos de "chaveamento resistivo" induzidos eletricamente gerou um grande interesse entre os engenheiros que buscam dispositivos mais rápidos e menores, porque a chaveamento resistivo permitiria uma densidade de memória mais alta. p Os pesquisadores testaram uma série de materiais de óxido quanto à sua promessa em memórias de comutação resistiva, e agora uma equipe de pesquisadores em Cingapura demonstrou como nanofilamentos condutores em dióxido de titânio amorfo (TiO
2 ) filmes finos podem ser utilizados para aplicações de dispositivo de comutação resistiva.
p Yuanmin Du, Andrew Thye Shen Wee e pesquisadores da National University of Singapore e da Agency for Science, Tecnologia e Pesquisa (A * STAR) de Cingapura, descreva seus resultados no jornal
AIP Advances .
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Como funciona a comutação resistiva
p A ideia básica de um dispositivo de comutação resistivo é que um óxido, que normalmente atua como um isolante, pode ser transformado em um condutor, criar um filamento em nanoescala usando uma voltagem suficientemente alta. Com um dispositivo RRAM (Resistive Random-Access Memory) composto por um único filamento, dois estados de resistência distintos ("1" e "0") podem ser obtidos através de um simples processo de ruptura e re-formação do filamento.
p A condutividade dos filmes finos de óxido pode ser ajustada alterando as condições de deposição. "Durante as medições do TiO amorfo depositado
2 dispositivos de comutação resistivos baseados, verificou-se que os filmes finos de óxido inicialmente têm boa condutividade. Isso implica que não é necessário um processo de inicialização de alta avaria elétrica, conforme relatado em muitos outros dispositivos de comutação usando películas finas de óxido altamente isolante, "diz Du." Os experimentos de Microscopia de Força Atômica Condutiva (CAFM) confirmaram ainda que é possível formar filamentos condutores em filmes finos de óxido por meio de uma transição localizada por um campo elétrico. "
p Esta equipe de pesquisa aplicou CAFM e KPFM (Kelvin Probe Force Microscopy), uma abordagem única que permitiu a explicação dos fenômenos de comutação resistiva observados. Em vez de tratar os efeitos filamentares e interfaciais separadamente, como feito anteriormente, ambos os efeitos foram integrados em um modelo de interface de filamento, o que pode ajudar a orientar o projeto de dispositivos baseados em RRAM.
p A evidência de nano-filamentos de alta densidade e uniformemente distribuídos implica que células de memória de alta densidade poderiam ser feitas usando tais filmes finos de óxido. Esses materiais são promissores para aplicações futuras. A pequena dimensão do filamento formado oferece grandes vantagens sobre a tecnologia atual, como Du explica. "Além do TiO
2 , acreditamos que muitos outros óxidos também podem ter propriedades semelhantes. "
