电化学金属化阻性存储器导电细丝生长中的离子动力学的研究

作者：柯庆; 代月花^*

来源：Acta Physica Sinica, 2023, 1-28.

• 阻性存储器
• Forming/Set时间
• 导电细丝
• 跃迁步长和势垒

这篇论文以Arrhenius定律和ECM器件中离子运动的超势理论作为离子运动的基础，建立了修正的Mott-Gurney微分方程组。虽然Mott-Gurney方程没有解析解，但是作者用这个方程求出了离子的平均位移。再通过基于Cell的几何模型，求出了平均位移与导电细丝生长长度的关系。得到了电压与Forming/Set时间方程和导电细丝生长方程。这篇文章提出了一个提取离子的动力学参数的算法，用这个算法计算了Ag/γ-AgI/Pt，Ag/TiO2/Pt，Ag/ GeS2/W和Cu/SiO2/Au四种器件的电压-Forming/ Set时间特性，其计算结果与实验数据一致。计算结果表明Ag+离子在单晶电介质的γ-AgI，TiO2和GeS2 中的跃迁步长是晶胞的某一个晶格常数，而Ag离子在无定形SiO2的跃迁步长是O-O键的1.57倍。导电细丝生长时，Ag+离子在γ-AgI和TiO2中的导电隧道是间隙隧道，而在GeS2和SiO2 中也存在阳离子的导电隧道，这些导电隧道可以用周期势垒表示。文章里还计算了这四种器件的离子激活频率，势垒高度，迁移率，扩散系数和导电细丝生长长度与时间特性，讨论了ECM器件电介质材料选择的标准。

• 单位
  安徽大学