Физики лаборатории мемристорных материалов Школы естественных наук ТюмГУ улучшили электрические характеристики мемристора — одного из важнейших компонентов компьютера будущего, путем контроля шероховатости его активного слоя.
При идеальной работе мемристора, возможна реализация универсальной компьютерной памяти, устройства совмещающего в себе ОЗУ и ПЗУ и позволяющего выполнять вычисления непосредственно в памяти. Кроме того, электрические свойства мемристора сходны с характеристикой синапса, что делает мемристоры полезными при аппаратной реализации искусственных нейросетей. Простота, компактность, скорость и эффективность мемристора делают его привлекательным для исследований и внедрения.
Диоксид циркония является одним из перспективных кандидатов для активного слоя в мемристивных устройствах. Он не только демонстрирует исключительные электрические характеристики, но и совместим с современны технологическим процессом. Кроме того, его характеристики можно контролировать, изменяя долю примеси иттрия.
Электрические свойства тонких пленок циркония зависят от ее морфологии. Чем более однородна структура тонкой пленки, тем более равномерно распределено в ней электрическое поле, что повышает повторяемость устройств и улучшает их характеристики.
Статья «Влияние режимов изготовления на свойства мемристоров на основе ZrO2, полученных методом магнетронного распыления» ученых Андрея Бобылева, Алексея Губина, Марии Свириденко, Никиты Шулаева и Сергея Удовиченко вышла в сборнике 25-й Международной конференции молодых специалистов по электронным приборам и материалам (EDM).
Ученые определили оптимальный режим магнетронного распыления для осаждения пленок диоксида циркония путем анализа морфологии тонких пленок диоксида циркония и ее влияния на электрические характеристики мемристоров, изготовленных на основе этих пленок.
Анализ режимов показал наличие локального минимума средней шероховатости тонких пленок, что соответствует промежуточному значению мощности распыления материала. Максимальное предельное отношение сопротивлений наблюдается на вольтамперной характеристике мемристора с активным слоем, полученным при этих условиях.
Это указывает на тенденцию улучшения электрических характеристик мемристора с улучшением шероховатости его активного слоя. Результаты работы могут быть использованы при разработке промышленной технологии магнетронного распыления тонких пленок оксидов металлов для твердотельных мемристоров.