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Entwicklung einer Nanotechnologie-Plattform für die ... - JuSER

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3 RESISTIVES SCHALTEN<br />

ausgeschaltet werden. Dabei wird <strong>die</strong> Schaltrichtung (SET oder RESET) durch den<br />

maximal zulässigen Strom durch <strong>die</strong> Zelle festgelegt. Für das Einschalten der<br />

Speicherzelle muss der Strom durch <strong>die</strong> Zelle limitiert werden, da <strong>die</strong> Zelle durch hohe<br />

Ströme zerstört werden kann, oder direkt wieder ausgeschaltet wird. Befindet sich <strong>die</strong><br />

Zelle initial im OFF-Zustand, so wird <strong>die</strong> Spannung erhöht bis der Strom bei <strong>einer</strong><br />

definierten Schaltspannung (SET-Spannung) sprungartig ansteigt und somit ein<br />

niederohmiger Widerstand der Zelle erreicht ist. Beim Ausschalten der Speicherzelle<br />

wird der Strom nicht limitiert, so dass hier stets höhere Ströme auftreten als beim<br />

Einschalten. Im ON-Zustand wird <strong>die</strong> Spannung in gleicher Richtung erhöht, bis der<br />

Strom bei der RESET-Spannung einbricht und der hochohmige Zustand erreicht ist. Die<br />

hohen Ströme des RESET treten auf, da es sich beim unipolaren Schalten in den<br />

meisten Fällen um einen thermisch aktivierten Prozess handelt [53].<br />

I<br />

ON<br />

RESET<br />

I<br />

Limit<br />

Limit<br />

SET<br />

ON<br />

SET<br />

OFF<br />

U<br />

RESET<br />

OFF<br />

U<br />

a)<br />

Abbildung 3.2: Schaltverhalten von resisitven Materialien: a) I(V)-Kennlinie des unipolaren<br />

Schaltens, b) I(V)-Kennlinie des bipolaren Schaltens. Die gestrichelte Linie kennzeichnet <strong>die</strong><br />

Limitierung des zulässigen Maximal-Stroms durch <strong>die</strong> Zelle.<br />

b)<br />

Beim bipolaren Schalten wird <strong>die</strong> Speicherzelle mit <strong>einer</strong> Spannungspolarität<br />

eingeschaltet und mit der anderen Polarität ausgeschaltet (Abbildung 3.2 b). Auch hier<br />

muss der Strom beim Einschalten limitiert werden, sodass <strong>die</strong> Speicherzelle bei<br />

sprungartigen Stromerhöhungen nicht zerstört wird. Ausgehend vom initialen OFF-<br />

Zustand wird <strong>die</strong> Spannung erhöht bis der Strom mit Erreichen der SET-Spannung<br />

zunimmt und der niederohmige Widerstand der Zelle erreicht ist. Für den RESET wird<br />

<strong>die</strong> Polarität der Spannung geändert. Der Strom verringert sich mit der RESET-<br />

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