RU2729978C1 - Method of estimating activation energies of diffusion of oxygen ions in a memristor filament - Google Patents
Method of estimating activation energies of diffusion of oxygen ions in a memristor filament Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729978C1 RU2729978C1 RU2019136089A RU2019136089A RU2729978C1 RU 2729978 C1 RU2729978 C1 RU 2729978C1 RU 2019136089 A RU2019136089 A RU 2019136089A RU 2019136089 A RU2019136089 A RU 2019136089A RU 2729978 C1 RU2729978 C1 RU 2729978C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- memristor
- psd
- diffusion
- filament
- activation energies
- Prior art date
Links
- 230000004913 activation Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 35
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 title claims abstract description 35
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000005492 condensed matter physics Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229910001233 yttria-stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нанотехнологий, а именно к способам измерения электрофизических параметров филаментов (проводящих нитей) в мемристивных структурах, и может быть использовано для оценки энергий активации диффузии ионов кислорода внутри указанных филаментов.The invention relates to the field of nanotechnology, namely to methods for measuring the electrophysical parameters of filaments (conductive filaments) in memristive structures, and can be used to assess the activation energies of oxygen ion diffusion inside said filaments.
Оценка энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора имеет важное значение при технологической отработке функционирования перспективного элемента памяти - мемристора.Evaluation of the activation energies for the diffusion of oxygen ions in the memristor filament is of great importance in the technological development of the functioning of a promising memory element - memristor.
Известен метод измерения и анализа электрофизических характеристик мемристивной структуры, в котором для определения энергии активации Еа диффузии ионов кислорода использовалось измерение температурных зависимостей вольт-фарадных характеристик мемристора, его высокочастотной проводимости, а также тока деполяризации в диапазоне температур 300-500 К, усложняющем указанный метод (см. статью на англ. яз. авторов Stanislav Tikhov, Oleg Gorshkov, Ivan Antonov, Alexander Morozov, Maria Koryazhkina and Dmitry Filatov «Ion Migration Polarization in the Yttria Stabilized Zirconia Based Metal-Oxide-Metal and Metal-Oxide-Semiconductor Stacks for Resistive Memory», Advances in Condensed Matter Physics, 2018, [https://doi.orq/10.1155/2018/2028491]).Known method of measuring and analyzing the electrophysical characteristics memristivnoy structure in which to determine the activation energy E and the diffusion of oxygen ions used measurement of temperature dependency of the current-voltage characteristics memristora its high conductivity and current depolarization in the temperature range 300-500 K, this method complicates (see the article in English by authors Stanislav Tikhov, Oleg Gorshkov, Ivan Antonov, Alexander Morozov, Maria Koryazhkina and Dmitry Filatov “Ion Migration Polarization in the Yttria Stabilized Zirconia Based Metal-Oxide-Metal and Metal-Oxide-Semiconductor Stacks for Resistive Memory ", Advances in Condensed Matter Physics, 2018, [https: //doi.orq/10.1155/2018/2028491]).
Данный метод, являясь примером прямого определения энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора, не исчерпывает современные возможности оценки энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора, расширяющие актуальную диагностику надежного функционирования мемристора.This method, being an example of direct determination of the activation energies for the diffusion of oxygen ions in a memristor filament, does not exhaust the current possibilities of assessing the activation energies for the diffusion of oxygen ions in a memristor filament, which expand the current diagnostics of the reliable functioning of a memristor.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа оценки энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора, реализующего изложенные выше возможности.The objective of the present invention is to develop a method for evaluating the activation energies of diffusion of oxygen ions in a memristor filament, realizing the above possibilities.
В связи с отсутствием в уровне техники источников информации со сведениями о способах оценки энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора, основанных на косвенном определении указанных энергий активации и подходящих для корректного сравнения с заявляемым способом, в настоящем описании изобретения выбрана форма раскрытия сущности предлагаемого изобретения и изложения его в формуле изобретения без прототипа.Due to the lack of information sources in the prior art with information on methods for assessing the activation energies of diffusion of oxygen ions in the memristor filament, based on the indirect determination of the indicated activation energies and suitable for correct comparison with the claimed method, in the present description of the invention the form of disclosing the essence of the invention is chosen and presenting it in the claims without a prototype.
Технический результат от использования заявляемого способа - обеспечение повышенной эффективности оценки энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора за счет повышения надежности и простоты реализации предлагаемого способа, на основе апробированных методов измерений и анализа, лежащих в его основе и проводимых для определения плотности вероятности распределения энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора при одной фиксированной температуре.The technical result from the use of the proposed method is to provide increased efficiency in assessing the activation energies for the diffusion of oxygen ions in the memristor filament by increasing the reliability and ease of implementation of the proposed method, based on the approved measurement and analysis methods underlying it and conducted to determine the probability density of the distribution of activation energies diffusion of oxygen ions in a memristor filament at one fixed temperature.
Кроме того, предлагаемый способ расширяет арсенал измерительной технологии в актуальной области изготовления мемристоров, являющихся основой нового поколения устройств энергонезависимой памяти.In addition, the proposed method expands the arsenal of measuring technology in the actual field of manufacturing memristors, which are the basis for a new generation of non-volatile memory devices.
Для достижения указанного технического результата предлагается способ оценки энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора путем определения вероятностного распределения указанных энергий активации, задающих режим работы мемристора, характеризующийся тем, что измеряют спектральную плотность мощности (СПМ) SI(f) низкочастотного (НЧ) шума тока мемристора в низком резистивном состоянии (НРС) с помощью измерителя тока, обеспечивающего локальное измерение на участке выхода филамента на поверхность одного из электродов мемристора, и анализатора спектра при фиксированной температуре, в указанной СПМ выделяют фликкерную компоненту SFit(f)~1/fγ, характеризующуюся параметром формы спектра γ, и на основе указанного параметра формы спектра γ определяют искомое вероятностное распределение энергий активации диффузии ионов кислорода Еа, выражаемое плотностью вероятности (ПВ) указанных энергий WE(Еа), рассчитываемой по формулеTo achieve this technical result, a method is proposed for evaluating the activation energies of oxygen ion diffusion in a memristor filament by determining the probabilistic distribution of the indicated activation energies setting the operating mode of the memristor, characterized by the fact that the spectral power density (PSD) S I (f) of low-frequency (LF) noise is measured of the memristor current in the low resistive state (LRS) using a current meter that provides a local measurement at the filament exit section on the surface of one of the memristor electrodes, and a spectrum analyzer at a fixed temperature, the flicker component S Fit (f) ~ 1 / f γ, characterized by the shape of the spectrum parameter γ, and based on said shape parameter γ determines the desired spectrum probability distribution of activation energies of diffusion of oxygen ions and E, expressed by the probability density (MF) of said energy W E (E a), which is calculated by the formula
где k=1.38×10-23 Дж/К - постоянная Больцмана,where k = 1.38 × 10 -23 J / K is the Boltzmann constant,
T≈300 K - абсолютная температура мемристора,T≈300 K - absolute temperature of the memristor,
BE - нормировочный множитель, соответствующий площади, равной единице, под кривой ПВ WE(Ea) в диапазоне энергий активации диффузии ионов кислорода Еа ∈ [E1; Е2], определяемом диапазоном частот f ∈ [f1; f2], в котором фликкерная компонента SFit(f) является преобладающей,B E is the normalization factor corresponding to the area equal to one under the PV curve W E (E a ) in the range of activation energies for the diffusion of oxygen ions E a ∈ [E 1 ; E 2 ], determined by the frequency range f ∈ [f 1 ; f 2 ], in which the flicker component S Fit (f) is predominant,
где fT=1013 Гц - средняя частота тепловых колебаний в кристаллической решетке мемристора.where f T = 10 13 Hz is the average frequency of thermal vibrations in the memristor crystal lattice.
В частном случае осуществления предлагаемого способа измерение СПМ НЧ шума тока мемристора в НРС с помощью измерителя тока и анализатора спектра производят путем измерения первой СПМ собственного шума измерителя тока, отключенного от мемристора, измерения второй полной СПМ шума на выходе измерителя тока, подключенного с помощью зонда атомного силового микроскопа к мемристору на участке выхода филамента на поверхность одного из электродов мемристора в НРС, и вычитания первой СПМ из второй СПМ.In the particular case of the proposed method, the measurement of the PSD of the LF noise of the memristor current in the LDC using a current meter and a spectrum analyzer is performed by measuring the first PSD of the intrinsic noise of a current meter disconnected from the memristor, measuring the second total PSD of noise at the output of a current meter connected with an atomic probe. a force microscope to the memristor at the filament exit section on the surface of one of the memristor electrodes in the LDC, and subtracting the first SPD from the second SPD.
На фиг. 1 показана блок-схема измерительной установки для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - графические кривые СПМ собственного шума измерителя тока, отключенного от мемристора, результата вычитания СПМ собственного шума измерителя тока, отключенного от мемристора, из полной СПМ шума на выходе измерителя тока, подключенного к мемристору, и фликкерной компоненты, выделенной из указанного результата вычитания двух СПМ; на фиг. 3 - графическая кривая искомого вероятностного распределения энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора; на фиг. 4 - графическая кривая лоренцевой СПМ случайного телеграфного процесса, использованная в настоящем описании изобретения для пояснения в обосновании предлагаемого способа.FIG. 1 shows a block diagram of a measuring device for implementing the proposed method; in fig. 2 - graphical curves of the PSD of the intrinsic noise of the current meter disconnected from the memristor, the result of subtracting the PSD of the intrinsic noise of the current meter disconnected from the memristor from the total PSD of the noise at the output of the current meter connected to the memristor, and the flicker component extracted from the indicated result of subtracting two PSD ; in fig. 3 is a graphical curve of the sought-for probabilistic distribution of activation energies for diffusion of oxygen ions in a memristor filament; in fig. 4 is a graphical curve of the Lorentz PSD of a random telegraph process used in the present description of the invention to explain the rationale for the proposed method.
Предлагаемой способ осуществляют в следующем примере с помощью установки (см. фиг. 1), содержащей измеритель тока 1 и зонд 2, выполненные на базе атомного силового микроскопа (Omicron® UHV AFM / STM LF1) для подключения к запитанному источником напряжения 3 мемристору 4 на участке выхода филамента 5 на поверхность базового электрода мемристора 4. К измерителю тока 1 через блок аналого-цифрового преобразователя, входящего в состав измерителя тока 1, подсоединен анализатор спектра 6, выход которого соединен с входом персонального компьютера 7. Причем в настоящем примере анализатор спектра 6 (ADSViewer) реализован заявителем в виде программного обеспечения персонального компьютера 7.The proposed method is carried out in the following example using an installation (see Fig. 1) containing a
С помощью измерителя тока 1, который посредством зонда 2 присоединен к мемристору 4 на участке выхода филамента 5 на поверхность базового электрода мемристора 4, и анализатора спектра 6 измеряют СПМ SI(f) НЧ шума тока мемристора 4 в НРС путем измерения первой СПМ собственного шума измерителя тока 1, отключенного от мемристора 4, измерения второй полной СПМ шума на выходе измерителя тока 1, подключенного к мемристору 4 в НРС, и вычитания первой СПМ из второй СПМ (результат вычета см. на фиг. 2, на которой первая СПМ собственного шума измерителя тока 1 обозначена цифрой «0», а результат вычета - как «НРС» и фликкерная компонента SFit(0 - как «Fit»).Using a
Измерение СПМ SI(f) низкочастотного шума тока мемристора 4 в НРС с помощью измерителя тока 1 и анализатора спектра 6 при фиксированной температуре может производиться без вычета двух указанных выше СПМ на основе измерения второй СПМ без учета первой СПМ при высокой прецизионности (малых собственных шумах) измерителя тока 1, а также с помощью электроконтактного приспособления не только в виде зонда 2 атомного силового микроскопа, например, в виде плоских структур типа металл-окисел-металл, либо металл-окисел-полупроводник, использованных в упомянутой выше статье на англ. яз. авторов Stanislav Tikhov, Oleg Gorshkov, Ivan Antonov, Alexander Morozov, Maria Koryazhkina and Dmitry Filatov «Ion Migration Polarization in the Yttria Stabilized Zirconia Based Metal-Oxide-Metal and Metal-Oxide-Semiconductor Stacks for Resistive Memory», Advances in Condensed Matter Physics, 2018, [https://doi.org/10.1155/2018/2028491]).The measurement of PSD S I (f) of the low-frequency current noise of
В настоящем примере исследован виртуальный мемристор 4, состоящий из контакта проводящего зонда 2 к тонкой пленке переключающего диэлектрика - диоксида циркония, стабилизированной иттрием (YSZ), с толщиной порядка 5 нм. Пленка нанесена на базовый электрод (TiN) мемристора 4 толщиной 25 нм. Диаметр контакта зонда 2 с указанной пленкой составлял менее 10 нм. Это позволило исследовать ток It(t), как функцию от времени t, протекающий через отдельный филамент 5. Измерения производились при температуре Т≈300 K, как в высоком резистивном состоянии (ВРС), так и в НРС.In the present example, a
Результаты для ВРС практически не отличаются от результатов, полученных при измерении собственного шума измерительной установки. В НРС наблюдался значительный фликкерный шум со спектром вида 1/fγ, где параметр формы спектра γ=1.3. Полученные результаты представлены на фиг.2 в двойном логарифмическом масштабе, на которой верхняя ломаная линия «НРС» - СПМ НЧ шума в токе через филамент, полученная вычитанием СПМ собственного шума измерителя тока 1, представленной нижней ломаной линией «0», из полной СПМ шума на выходе измерителя тока 1, подключенного к мемристору 4 в НРС. Прямая линия «Fit» - результат аппроксимации СПМ, обозначенной как «НРС», фликкерной зависимостью с параметрами A0=2.3×103, γ=1.3:The results for HRV practically do not differ from the results obtained when measuring the intrinsic noise of the measuring installation. In the LDC, significant flicker noise was observed with a spectrum of the
Статистическая погрешность определения СПМ, обозначенной на фиг. 2 как «НРС», составляет примерно 2%, в области преобладания квазигармонических помех она достигает 10-60%.The statistical error in determining the PSD, indicated in FIG. 2 as "LDC" is about 2%, in the area of predominance of quasi-harmonic interference it reaches 10-60%.
Полученную с помощью персонального компьютера 7, подсоединенного к анализатору спектра 6 (см. фиг. 1), из анализа СПМ, обозначенной на фиг. 2 как «НРС», при фиксированной температуре T≈300 К, выделенную фликкерную компоненту (2) SFit(f)~1/fγ, характеризующуюся параметром формы спектра γ, используют для определения искомого вероятностного распределения энергий активации диффузии ионов кислорода Еа, выражаемого ПВ указанных энергий WE(Ea), которую рассчитывают по формуле (1) (результат расчета показан в виде кривой на фиг. 3).Obtained using a
При этом установлен диапазон энергий активации диффузии ионов кислорода Еа ∈ [E1, Е2] (E1=0.52 эВ и Е2=0.68 эВ), определяемый диапазоном частот f ∈ [f1; f2] (f1=15.6 Гц и f2=8 кГц), в котором фликкерная компонента SFit(f) является преобладающей (см. фиг. 2).The range of activation energies for diffusion of oxygen ions E a ∈ [E 1 , E 2 ] (E 1 = 0.52 eV and E 2 = 0.68 eV), determined by the frequency range f ∈ [f 1 ; f 2 ] (f 1 = 15.6 Hz and f 2 = 8 kHz), in which the flicker component S Fit (f) is predominant (see Fig. 2).
Видно (см. фиг. 3), что при значении параметра формы спектра, выявленному из выполненных измерений, γ=1.3, ПВ WE(Ea) является монотонно нарастающей функцией. При минимальном значении E1=0.52 эВ имеем WE(E1)=2.06 эВ-1, при максимальном значении Е2=0.68 эВ имеем WE(E2)=14.06 эВ-1. Таким образом, ПВ увеличивается, при повышении энергии активации, примерно в 7 раз. Среднее значение энергии активации составляет 0.62 эВ.It can be seen (see Fig. 3) that for the value of the spectral shape parameter revealed from the measurements, γ = 1.3, the PW W E (E a ) is a monotonically increasing function. At the minimum value E 1 = 0.52 eV we have W E (E 1 ) = 2.06 eV -1 , at the maximum value E 2 = 0.68 eV we have W E (E 2 ) = 14.06 eV -1 . Thus, the PV increases with an increase in the activation energy by about 7 times. The average activation energy is 0.62 eV.
Предлагаемый способ подтверждается следующим обоснованием.The proposed method is confirmed by the following justification.
Элементарный диффузионный скачок иона кислорода требует энергии активации Еа. Средняя частота таких скачков определяется соотношением:An elementary diffusion jump of an oxygen ion requires an activation energy E a . The average frequency of such jumps is determined by the ratio:
Здесь FT=1013 Гц - средняя частота тепловых колебаний решетки образца; k=1.38×1023 Дж/К - постоянная Больцмана; Т≈300 K - абсолютная температура анализируемой структуры.Here F T = 10 13 Hz is the average frequency of thermal vibrations of the sample lattice; k = 1.38 × 10 23 J / K - Boltzmann constant; Т≈300 K - absolute temperature of the analyzed structure.
Последовательные диффузионные скачки ионов кислорода приводят к флуктуациям проводимости G филамента 5, G=G(t). Эти флуктуации представляют собой случайный телеграфный процесс (СТП), обладающий лоренцевой СПМ (см. фиг. 4):Successive diffusion jumps of oxygen ions lead to fluctuations in the conductivity G of
Здесь АСТП - параметр, определяемый дисперсией СТП.Here A STF is a parameter determined by the dispersion of the STF.
Средняя частота fc диффузионных скачков ионов кислорода, определяемая соотношением (3), имеет смысл частоты среза для СПМ SСТП флуктуаций проводимости филамента 5, представленной соотношением (4), изображенной на фиг. 4.The average frequency f c of diffusion jumps of oxygen ions, determined by relation (3), has the meaning of the cutoff frequency for the PSD S HFS of conductivity fluctuations of
Флуктуации проводимости филамента G(t) приводят, согласно закону Ома, к появлению НЧ шума (дополнительного к тепловому шуму) в токе It(t) через филамент 5:Fluctuations in the conductivity of the filament G (t) lead, according to Ohm's law, to the appearance of LF noise (additional to the thermal noise) in the current I t (t) through filament 5:
Здесь Vg - напряжение, приложенное к мемристору 4, см. фиг. 1.Here V g is the voltage applied to the
Измеряя СПМ НЧ шума в токе через филамент 5 и анализируя его форму, можно определить частоту среза fc. Затем, с помощью соотношения (3) определяется энергия активации Еа диффузии ионов кислорода внутри филамента 5:By measuring the PSD of the LF noise in the current through
Таким образом, способ оценки энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте 5 мемристора 4 при фиксированной температуре можно считать реализованным.Thus, the method for estimating the activation energies of oxygen ion diffusion in
Однако внутри филамента 5 находится относительно большое количество N ионов кислорода. Каждый ион обладает своей энергией Еа активации диффузии. Эти энергии распределены в некотором диапазоне значений, Ea ∈ [E1; Е2], и характеризуются плотностью вероятности WE(Ea).However, the
В результате, средние частоты диффузионных скачков fc ионов кислорода, имеющие смысл частот среза для СПМ SСТП флуктуаций проводимости филамента 5, представленной соотношением (4), тоже распределены в некотором диапазоне значений, fc ∈ [f1; f2], и характеризуются плотностью вероятности Wc(fc).As a result, the average frequencies of diffusion jumps f c of oxygen ions, which have the meaning of cut-off frequencies for the PSD S HFS of conductivity fluctuations of
Связь нижнего f1 и верхнего f2 значений частот среза fс в результирующей СПМ флуктуаций проводимости филамента 5 с минимальным E1 и максимальным Е2 значениями энергий Еа активации диффузии ионов кислорода определяется с помощью соотношения (3):The relationship between the lower f 1 and upper f 2 values of the cutoff frequencies f c in the resulting PSD of fluctuations of the conductivity of
Соотношение (3) позволяет также найти связь между ПВ частот среза Wc(fс) и ПВ энергий активации диффузии WE(Еa), относящимися к учитываемым ионам кислорода, в заданных диапазонах значений:Relation (3) also makes it possible to find the relationship between the PV of the cutoff frequencies W c (f с ) and the PV of the diffusion activation energies W E (E a ), related to the taken into account oxygen ions, in the given ranges of values:
Здесь функция Еа(fс) определяется соотношением (6), которое является обратным к соотношению (3), определяющему функцию fс(Еа).Here, the function E a (f c ) is determined by relation (6), which is the inverse to relation (3), which determines the function f c (E a ).
Учет всех N ионов кислорода, находящихся внутри филамента 5, приводит к следующему выражению для результирующей СПМ SG(f) флуктуаций его проводимости:Taking into account all N oxygen ions inside
Здесь интегрирование осуществляется в диапазоне частот, fc ∈ [f1; f2], в котором фликкерная компонента SFit(f), представленная соотношением (2), является преобладающей. То есть осуществляется взвешенное суммирование всех лоренцевых СПМ, описываемых соотношением (4), приводящее к фликкерной зависимости в СПМ SG(f), совпадающей по форме с соотношением (2).Here the integration is carried out in the frequency range, f c ∈ [f 1 ; f 2 ], in which the flicker component S Fit (f) represented by relation (2) is predominant. That is, a weighted summation of all Lorentzian PSDs described by relation (4) is carried out, leading to a flicker dependence in the PSD S G (f), which coincides in shape with relation (2).
Поскольку к филаменту 5 приложено с помощью источника напряжения 3 напряжение Vg, флуктуации проводимости, характеризуемые СПМ (9), проявляются, согласно соотношению (5), через НЧ шум в токе It(t) через филамент. СПМ SI(f) этого шума равнаSince the voltage V g is applied to the
Именно эта СПМ подлежит измерению и анализу для реализации способа оценки энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора при одной фиксированной температуре (в отличие от указанного выше аналога - прямого определения энергий активации диффузии ионов кислорода в филаменте мемристора в результате измерений при различных температурах в диапазоне ее величин).It is this PSD that is subject to measurement and analysis to implement the method for evaluating the activation energies of oxygen ion diffusion in a memristor filament at one fixed temperature (in contrast to the above analogue, direct determination of the activation energies of oxygen ion diffusion in a memristor filament as a result of measurements at different temperatures in the range of its quantities).
Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019136089A RU2729978C1 (en) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | Method of estimating activation energies of diffusion of oxygen ions in a memristor filament |
| PCT/RU2020/050308 WO2021091429A1 (en) | 2019-11-08 | 2020-10-29 | Method for evaluating the activation energies of oxygen ion diffusion in a memristor filament |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019136089A RU2729978C1 (en) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | Method of estimating activation energies of diffusion of oxygen ions in a memristor filament |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2729978C1 true RU2729978C1 (en) | 2020-08-13 |
Family
ID=72086258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019136089A RU2729978C1 (en) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | Method of estimating activation energies of diffusion of oxygen ions in a memristor filament |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2729978C1 (en) |
| WO (1) | WO2021091429A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2753590C1 (en) * | 2020-11-18 | 2021-08-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского» | Method for estimating microstructure of electron current fluctuations in memristor filament |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2169914C2 (en) * | 1999-06-01 | 2001-06-27 | Томский политехнический университет | Method determining diffusion constants in polycrystalline bodies |
| US20120043519A1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-02-23 | Crossbar, Inc. | Device switching using layered device structure |
| US9336870B1 (en) * | 2013-08-16 | 2016-05-10 | Sandia Corporation | Methods for resistive switching of memristors |
| RU2585963C1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-06-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Method of determining electrophysical parameters of capacitor structure of memristor characterising moulding process |
| US9831427B1 (en) * | 2014-08-21 | 2017-11-28 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Ion-barrier for memristors/ReRAM and methods thereof |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103928057B (en) * | 2014-04-11 | 2016-09-28 | 中国科学院微电子研究所 | Method for measuring activation energy of resistive random access memory |
-
2019
- 2019-11-08 RU RU2019136089A patent/RU2729978C1/en active
-
2020
- 2020-10-29 WO PCT/RU2020/050308 patent/WO2021091429A1/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2169914C2 (en) * | 1999-06-01 | 2001-06-27 | Томский политехнический университет | Method determining diffusion constants in polycrystalline bodies |
| US20120043519A1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-02-23 | Crossbar, Inc. | Device switching using layered device structure |
| US9336870B1 (en) * | 2013-08-16 | 2016-05-10 | Sandia Corporation | Methods for resistive switching of memristors |
| US9831427B1 (en) * | 2014-08-21 | 2017-11-28 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Ion-barrier for memristors/ReRAM and methods thereof |
| RU2585963C1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-06-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Method of determining electrophysical parameters of capacitor structure of memristor characterising moulding process |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2753590C1 (en) * | 2020-11-18 | 2021-08-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского» | Method for estimating microstructure of electron current fluctuations in memristor filament |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021091429A1 (en) | 2021-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Osinkin | An approach to the analysis of the impedance spectra of solid oxide fuel cell using the DRT technique | |
| Osburn et al. | Dielectric breakdown in silicon dioxide films on silicon: I. Measurement and interpretation | |
| Corrigan | Dissociation of molecular hydrogen by electron impact | |
| Xu et al. | Directed inelastic hopping of electrons through metal-insulator-metal tunnel junctions | |
| Zhang et al. | The impact of initial SEI formation conditions on strain‐induced capacity losses in silicon electrodes | |
| Fowler et al. | Electroforming and resistive switching in silicon dioxide resistive memory devices | |
| Mehta et al. | Transfer-free multi-layer graphene as a diffusion barrier | |
| EP2401623B1 (en) | Method of characterizing an electrical system by impedance spectroscopy | |
| Nandi et al. | Effect of electrode roughness on electroforming in HfO 2 and defect-induced moderation of electric-field enhancement | |
| WO2010097355A1 (en) | Method of determining a state of health of an electrochemical device | |
| CN108804774B (en) | Method for analyzing ideal factor of solar cell based on electrochemical impedance spectrum test | |
| Haslam et al. | Evaluating Pressure‐dependent Discharge Behavior of Foil Versus In situ Plated Lithium Metal Anodes in Solid‐State Batteries | |
| RU2729978C1 (en) | Method of estimating activation energies of diffusion of oxygen ions in a memristor filament | |
| Stasner et al. | Reliability effects of lateral filament confinement by nano-scaling the oxide in memristive devices | |
| Bondarenko et al. | Study of temperature dependence of positive charge generation in thin dielectric film of MOS structure under high-fields | |
| CN118156358B (en) | SiC semiconductor detector, ore component analysis apparatus and method | |
| CN114923894A (en) | Method, system, equipment and medium for detecting hardness of surface coating of insulator | |
| RU2753590C1 (en) | Method for estimating microstructure of electron current fluctuations in memristor filament | |
| Nandi et al. | Room temperature synthesis of HfO2/HfOx heterostructures by ion-implantation | |
| Dong et al. | An efficient multi-point impedance method for real-time monitoring the working state of solid oxide fuel cells | |
| Yamauchi et al. | Nondestructive depth profiling using soft X-ray emission spectroscopy by incident angle variation method | |
| Stoynov et al. | Differential Resistance Analysis-Current Achievements and Applications | |
| RU2411513C1 (en) | Method of identifying and monitoring concentration nano-objects in dispersed media | |
| Ranjan et al. | Estimating the Number of Defects in a Single Breakdown Spot of a Gate Dielectric | |
| Nguyen et al. | Leakage Current Measurements of Amorphous Silicon Carbide Encapsulation for Implantable Microelectrode Arrays |