Физики ТюмГУ узнали, как улучшить электрические характеристики мемристоров
Электрические характеристики одного из важнейших компонентов компьютера будущего — мемристора, сумели улучшить путем контроля шероховатости его активного слоя ученые из лаборатории мемристорных материалов Школы естественных наук Тюменского государственного университета (ТюмГУ), 30 января сообщает пресс-служба вуза.
Мемристор представляет собой пассивный электронный двухполюсник, сопротивление которого изменяется в зависимости от протекшего через него электрического заряда и сохраняется без внешнего питания. В случае идеальной работы мемристора с его помощью можно было бы создать универсальную компьютерную память, совмещающую функции и ОЗУ, и ПЗУ. Это позволило бы производить вычисления прямо в памяти.
Поскольку электрические свойства мемристоров сходны с характеристикой синапсов, передающих нервные импульсы, то их можно использовать для аппаратной реализации искусственных нейросетей. При этом простота, компактность, скорость и эффективность мемристора повышают его привлекательность для внедрения в электронику.
Одним из перспективных кандидатов для активного слоя мемристоров является диоксид циркония (ZrO₂), обладающего исключительными электрическими характеристиками, которые при изготовлении можно контролировать, изменяя долю примеси иттрия.
При этом электрические свойства тонких пленок циркония зависят от их структуры — в более однородной структуре пленки создается более равномерно распределенное электрическое поле, что улучшает ее характеристики.
Чтобы добиться такой равномерности при осаждении тонких пленок ZrO₂ методом магнетронного распыления, физики ТюмГУ определили оптимальный для этого режим мощности распыления. Они проанализировали получаемые при изменении режима структуры пленок и их влияние на электрические характеристики мемристоров, изготовленных из этих пленок.
Анализ показал, что промежуточному значению мощности распыления ZrO₂ соответствует локальный минимум средней шероховатости тонких пленок и что при этом наблюдается максимальное предельное отношение сопротивлений на вольтамперной характеристике мемристора с активным слоем, полученным при этих условиях.
Таким образом, исследователи установили тенденцию улучшения электрических характеристик мемристора с уменьшением шероховатости его активного слоя.
Результаты исследования тюменские ученые представили в статье «Влияние режимов изготовления на свойства мемристоров на основе ZrO₂, полученных методом магнетронного распыления», опубликованной в сборнике 25-й Международной конференции молодых специалистов по электронным приборам и материалам (EDM).
Эти результаты будут востребованы разработчиками промышленной технологии магнетронного распыления тонких пленок оксидов металлов для твердотельных мемристоров.
