28.11.2014 Aufrufe

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

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

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

MEHR ANZEIGEN
WENIGER ANZEIGEN

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.

3 RESISTIVES SCHALTEN<br />

Beschaffenheit des Isolators. Makroskopische Einkristalle benötigen z. B. einige 100 V,<br />

um in <strong>einer</strong> Zeitspanne von mehreren Stunden formiert zu werden, wohingegen bei<br />

Dünnfilmen schon einige Volt ausreichen können, um <strong>die</strong> sauerstoffverarmte Zone in<br />

<strong>einer</strong> geringeren Zeit zu bilden [52]. Zum Teil wird der Formierungsprozess auch durch<br />

Konstantstromverfahren eingeleitet [65].<br />

Die sauerstoffarme Zone wird ferner als virtuelle Kathode bezeichnet, da das oxidische<br />

Material durch <strong>die</strong> Abgabe von Sauerstoff metallisch leitend wird (Reduktion) und<br />

somit Bottom-Elektrode und sauerstoffverarmte Zone bei Anlegen <strong>einer</strong> Spannung das<br />

gleiche Potential tragen.<br />

Der Formierungsprozess wird vollendet, indem <strong>die</strong> Verarmungszone durch <strong>die</strong><br />

angelegte Spannung in Richtung der Anode (hier nach oben) getrieben wird<br />

(Abbildung 3.3 c). An der Anode findet dann eine Oxidation statt, sodass eine<br />

elektrische Verbindung mit der virtuellen Kathode entsteht. Ein metallisch leitender<br />

Pfad hat sich somit durch den gesamten Isolator gebildet und <strong>die</strong>sen kurzgeschlossen.<br />

Die MIM-Zelle befindet sich damit im niederohmigen ON-Zustand.<br />

Die Zelle kann nach dem Formierungsprozess reversibel geschaltet werden. Wird <strong>die</strong><br />

Polarität der Spannung invertiert, so bildet sich das Filament zurück und <strong>die</strong> Zelle<br />

schaltet erneut in einen hochohmigen Zustand. Es handelt sich also um einen bipolaren<br />

Schaltvorgang.<br />

+U +U<br />

Pt<br />

Metall-Oxid<br />

Pt<br />

O 2 -verarmte Zone<br />

a) b) c)<br />

Abbildung 3.3: Resistives Schalten in Metall-Oxiden: a) Initial hoch isolierende MIM-Zelle, b)<br />

Formierung <strong>einer</strong> sauerstoffarmen Zone an der Kathode durch anlegen <strong>einer</strong><br />

Formierungsspannung, c) Spannungsgetriebene Ausbildung eines leitenden Pfades durch das<br />

Metall-Oxid (SET).<br />

Es wird davon ausgegangen, dass es sich bei dem Schaltvorgang in Übergangsmetall-<br />

26

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!