Kürzlich haben Forscher des Zentrum für Nano- und Soft-Matter-Wissenschaften (CeNS), Bangalore, eine autonome Einrichtung des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie (Sommerzeit), Regierung. aus Indien haben einen solchen funktionalen Speicher auf der Basis von schrägen Zinnoxid-Nanostäbchen-Arrays entwickelt, der großes Potenzial für die Entwicklung von hochdichten und hocheffizienten Computersystemen aufweist. In diesem restiven Speicher (nichtlineare passive elektrische Komponente mit zwei Anschlüssen, die ihren Innenwiderstand zwischen hohen und niedrigen Widerstandszuständen ändert) können sowohl optische als auch elektrische Reize zur Modulation der Schalteigenschaften verwendet werden, einschließlich des mehrstufigen Zellbetriebs.Der FROH Technik
Das CeNS-Team entwickelte den photonischen Speicher, bei dem die schrägen Nanostabanordnungen aus Zinnoxid als aktive Schicht verwendet werden. Die Zinnoxid-Nanostrukturen werden durch Elektronenstrahlverdampfung mit einer Technik namens GLAD-Technik (Glance Angle Deposition) hergestellt.Die Elektronenstrahlverdampfung ist ein physikalisches Aufdampfverfahren, bei dem ein fokussierter Elektronenstrahl das gewünschte Zielmaterial beschießt, was zu dessen Verdampfung und schließlich zur Abscheidung des Zielmaterials auf dem Substrat führt. GLAD erleichtert die Herstellung komplexer Nanostrukturen durch Manipulation der Koordinaten (Neigung und Drehung) des Substrats.Die Forscher beobachteten gute Schalteigenschaften der Speichergeräte, einschließlich niedriger Betriebsspannungen und eines moderaten EIN/AUS-Verhältnisses (bezieht sich auf das Verhältnis des Stroms im EIN-Zustand (niedriger Widerstandszustand – LRS) zum AUS-Zustand (hoher Widerstandszustand – HRS). ) des Speichergeräts), längere Lebensdauer und bessere Speicherung mit Selbsteinhaltungseffekt im Dunkeln. Interessanterweise wird bei Beleuchtung im Bereich von ultraviolettem (254 und 365 nm) bis hin zu sichtbarem Licht (405 und 533 nm) eine ungewöhnlich negative Fotoreaktion mit einem vergrößerten EIN/AUS-Verhältnis von mehr als 107 und einer schnelleren Reaktionszeit beobachtet.Die negative Photoreaktion ist durch die Abnahme des Stroms in der aktiven Schicht des Geräts bei Lichteinstrahlung gekennzeichnet. Sie fanden heraus, dass diese Geräte elektrisch eingestellt werden können (Umschalten des Geräts von einem Zustand mit hohem in einen niedrigen Widerstandszustand durch Anlegen einer Vorspannung). LRS und optisches RESET (Umschalten des Geräts vom Zustand mit niedrigem in den Zustand mit hohem Widerstand bei Lichteinwirkung) auf HRS.Bemerkenswerterweise wurden durch Modulation des Programmierstroms und des optischen Reizes mehrere Zustände mit niedrigem und hohem Widerstand erreicht. Darüber hinaus haben sie zahlreiche experimentelle Beweise vorgelegt, die darauf hindeuten, dass die durch elektrische Felder induzierte Bildung und lichtinduzierte Auflösung von Sauerstofffehlstellen für die optisch stimulierte Widerstandsumschaltung verantwortlich sind. Mit anderen Worten: Beim Anlegen der elektrischen Vorspannung werden mehrere nanoskalige leitfähige Filamente gebildet, die aus Sauerstoffleerstellen (primäre Defekte in oxidbasierten Speichergeräten) bestehen, und die fotostimulierte Rekombination der umgebenden Sauerstoffionen mit den Leerstellen führt zum Aufbrechen der Filamente Es bildeten sich leitfähige Fäden. Auf diese Weise könnte die lokale Leitfähigkeit des Zinnoxid-Nanostab-Arrays durch das synergistische Zusammenspiel zwischen den elektrischen und optischen Mitteln verändert werden.
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