CC BY
34
УДК 621.38-022.532 DOI 10.23683/2311-3103-2019-2-201-213
В.А. Смирнов, Р.В. Томинов, В.И. Авилов, В.В. Полякова, О.А. Агеев
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА РЕЗИСТИВНОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ В НЕ ТРЕБУЮЩИХ ФОРМОВКИ ОКСИДНЫХ НАНОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУРАХ ТИТАНА
Представлены результаты экспериментальных исследований влияния материала верхнего контакта на эффект резистивного переключения в структуре Л/ТЮ^/верхний электрод. Исследования показали, что применение Pt в качестве верхнего контакта позволяет снизить энергопотребление структуры Ti/TiO/верхний электрод в 54,71 раз по сравнению с TiN, и снизить энергопотребление в 63,66 раз по сравнению с C. Получены зависимость сопротивления оксидных наноразмерных структур титана от количества переключений в точке, а также зависимость сопротивления от номера точки на поверхности оксидных наноразмерных структур титана. Показано, что для всех материалов верхнего контакта при исследовании эффекта резистивного переключения в разных точках на поверхности оксидных наноразмерных структур титана по сравнению с исследованием в одной точке, разброс сопротивлений в состояниях HRS увеличился на 9,87 % и в LRS на 40,08 % для Pt, в HRSувеличился на 27,67 °%> и в LRS на 30,43 % для TiN, в HRSувеличился на 19,04 % и в LRS на 46,65 % для C. Изготовлен и исследован макет элемента резистивной памяти из 16 мемристоров на основе оксидных наноразмерных структур титана. Определены ток переключения ISET = 20 нА, напряжение USET = +2,13±0,15 В, и напряжение UREs = -2,93±0,47В. Построены зависимость сопротивления макета элемента памяти от количества переключений, а также зависимость сопротивления от номера элемента. Показано, что сопротивление в HRS и LRS состояниях составляло 10,28±1,84 и 0,06±0,02 ГОм, соответственно. Отношение сопротивлений макета элемента резистивной памяти в HRS/LRS состояниях составило 171. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов формирования элементов резистивной памяти с использованием зондовых нанотехнологий.
Нанотехнологии; наноматериалы; мемристор; сканирующая зондовая микроскопия; локальное анодное окисление; оксидные наноразмерные структуры титана; эффект резистивного переключения.
V.A. Smirnov, R.V. Tominov, V.I. Avilov, V.V. Polyakova, O.A. Ageev
RESEARCH OF RESISTIVE SWITCHING EFFECT IN FORMING FREE TITANIUM OXIDE NANOSTRUCTURES
Electrode material influence on the effect of resistive switching in Ti/TiO/upper electrode structure was investigated. It was shown, that using Pt as the top contact reduces the power consumption of the Ti/TiO2/upper electrode structure by 54.71 times compared to TiN, and reduces the power consumption by 63.66 times compared to C. The dependence of the titanium oxide nanoscale structures resistance on the number of switching at a single point, and the dependence of resistance on the number ofpoints on the titanium oxide nanoscale structures surface are plotted. Analysis of the obtained results showed that for all materials of the top contact, when studying the effect of resistive switching at different points compared to the study at the single point, the HRS confidence interval increased by 9.87 %, in LRS by 40.08 % for Pt, HRS confidence interval increased by 27.67 %, LRS by 30.43 % for TiN, HRS confidence interval increased by 19.04 %, LRS by 46.65 % for C. An array of 16 resistive memory elements based on titanium oxide nanoscale structures was fabricated and investigated. The switching currents ISET = 20 nA, the voltage USET = + 2.13 ± 0.15 V, and the voltage URES = -2.93 ± 0.47 V are determined. The dependence of the memory element resistance on the switching number, and the dependence of the resistance on the element number are plotted. HRS was shown to be 10.28 ± 1.84 GQ, LRS -
0.06 ± 0.02 GQ. The HRS/LRS ratio of the manufactured resistive memory elements was 171. The obtained results can be used in the development of technological processes for the formation of resistive memory elements using probe nanotechnologies.
Nanotechnology, scanning probe microscopy, local anodic oxidation, titanium oxide nanoscale structures, effect of resistive switching.
Введение. В эпоху Big Data скорость, с которой мы генерируем данные значительно превышает нашу способность их обрабатывать. Каждую минуту генерируется 3 миллиона гигабайт графической информации, из которых, предположительно, более 23 % имеют значительную исследовательскую ценность, при том лишь 0.5 % подвержено реальной обработке [1-3]. Для извлечения полезной информации из массивов данных таких масштабов, представляется перспективным использование алгоритмов, базирующихся на нейронных процессах обучения. Эти алгоритмы глубокого обучения значительно опережают традиционные искусственные нейронные сети или простые алгоритмы машинного обучения. Тем не менее, алгоритмы глубокого обучения обычно требуют значительные вычислительные ресурсы для тренировки весов нейросети. Современная КМОП-технология и классическая архитектура фон Неймана для решения этой задачи практически не может быть использована. С одной стороны, масштабирование транзисторных структур на основе кремния приближается к своему физическому пределу, с другой, известный технологический барьер «бутылочное горлышко» пропускной способности памяти (проблема переноса данных между микропроцессором и хранилищем памяти вне чипа), накладывает ограничения на быстродействие всей системы в целом [1-3].
Для преодоления представленных проблем, перспективным является использование технологии энергонезависимой резистивной памяти на основе мемристорных структур, позволяющей заменить массивы ячеек памяти SRAM, кроссбар-массивами RRAM, для обеспечения параллельного хранения и/или обработки информации.
Существует большой спектр материалов, проявляющих эффект резистивного переключения, например, накристаллические пленки оксидов металлов, углеродные нанотрубки, эпитаксиальные структуры и т.д. [4-13]. Одним из наиболее перспективных материалов для изготовления RRAM структур являются оксидные наноразмерные структуры (ОНС) титана, полученные с помощью локального анодного окисления (ЛАО) [14-26]. ОНС титана демонстрирует эффект резистив-ного переключения с высокой скоростью и низким энергопотреблением, при этом процесс их получения совместим с полупроводниковой технологией, и широко используется при разработке элементов наноэлектроники [27-34]. Для изготовления элементов резистивной памяти на основе мемристорных структур из ОНС титана обладающих повышенными эксплуатационными характеристиками необходимы систематические результаты исследования влияния конструктивных, электрических и структурных параметров запоминающего слоя на основе ОНС титана на эффект его резистивного переключения, которые в настоящий момент слабо изучены.
Целью данной работы является исследование влияния материала верхнего контакта на резистивное переключение в мемристорах на основе ОНС титана, а также изготовление и исследование макета элемента резистивной памяти на основе мемристорных структур с использованием зондовых нанотехнологий.
Методика эксперимента. Для исследования влияния материала проводящего контакта зонда на эффект резистивного переключения, с помощью установки магнетронного напыления Auto 500 (BOC Edwards, Великобритания) на поверхности структуры Si/SiO2 была сформирована пленка титана (Ti) толщиной 20 нм.
Формирование оксидных наноразмерных структур (ОНС) на поверхности пленки Ti осуществлялось с помощью полуконтактного метода сканирующего зондового микроскопа Solver P47 Pro (НТ-МДТ, Россия) в режиме растровой литографии при напряжении зонд-образец 5В, скорости 0,2 мкм/с, и влажности 90 %. В результате, на поверхности Ti была cформирована ОНС размером 2*2 мкм и высотой 3,1±0,4 нм (рис. 1).
мкм мкм
а б
Рис. 1. ОНС на поверхности титана: а - АСМ-изображение; б - профилограмма
вдоль линии на (а)
Затем на поверхности ОНС титана методом токовой АСМ-спектроскопии было получено 15 вольтамперных характеристик (ВАХ). В качестве верхнего контакта использовались зонды с разными материалами покрытия: Pt, ^К, С Пленка ^ использовалась в качестве нижнего контакта и была заземлена (рис. 2).
Для исследования эффекта резистивного переключения в оксидных наноразмерных структурах титана был разработан технологический маршрут и изготовлен макет элементов резистивной памяти, выполненного по кроссбар архитектуре (рис. 3).
Рис. 2. Схема исследования эффекта резистивного переключения в ОНС
Очистка подложек диоксида кремния Формирование оксидных наноразмерных структур титана методом локального анодного окисления
Формирование пленки титана методом магнетронного напыления Формирование верхних платиновых контактов методом ионно-стимулированного осаждения
Формирование нижних контактов в пленке титана методом фокусированных ионных пучков Исследование эффекта резистивного переключения в изготовленном макете элементов резистивной памяти
1
Рис. 3. Технологический маршрут изготовления макета элементов резистивной памяти на основе ОНС титана
Формирование верхних и нижних контактов макета элементов резистивной памяти проводилось, соответственно, методом фокусированных ионных пучков и ионно-стимулированного осаждения на растровом электронном микроскопе Nova NanoLab 600 (FEI, Нидерланды). В результате был изготовлен макет элемента резистивной памяти из 16 мемристоров, выполненный по кроссбар архитектуре (рис. 4).
0 12 3 4
МКМ
а б
Рис. 4. Макет элемента резистивной памяти на основе оксидных наноразмерных структур титана: а - АСМ-изображение; б - профилограмма вдоль линии на (а)
Результаты и обсуждение. Анализ полученных результатов показал, что сформированные ОНС на поверхности пленки Т проявляют стабильный эффект резистивного переключения без проведения дополнительного операций формовки. При этом материал верхнего контакта значительно влиял на вид вольтамперной характеристики структуры Т^Ю2/верхний электрод (рис. 5).
Было показано, что использование Pt в качестве верхнего контакта позволило получить симметричную вольтамперную характеристику с током переключения !жг = 0,35 нА, напряжением переключения пленки из HRS в LRS состояние (Ужт) +8,28±0,42 В, и напряжением переключения пленки из LRS в HRS состояние (Ц^) -7,63±0,31 В (рис. 5,а).
Было показано, что использование ТМ в качестве верхнего контакта позволило получить несимметричную вольтамперную характеристику с током переклю-
чения 18КТ = 19,35 нА, напряжением переключения пленки и8КТ +8,72±0,97 В, и напряжением переключения пленки икв8 -6,83±1,24 В (рис. 5,б).
Было показано, что использование С в качестве верхнего контакта позволило получить несимметричную вольтамперную характеристику с током переключения 18КТ = 22,52 нА, напряжением переключения пленки и8КТ +8,12±0,88 В, и напряжением переключения пленки -7,23±1,16 В (рис. 5,в).
Также было показано, что структура Т1/ТЮ2/Р1 потребляет 2,83 нВт при изменении сопротивления от ИЯ8 в ЬЯ8, ТЯЮ/ИЫ - 154,81 нВт, Т/ТЮ2/С -180,16 нВт (рис. 5).
I 4 • ■ • ...I. .■......■■....!...■. .'... ■....'. • • • • • | 100 ; .. ......... ........... ..,„ ,„>„,|, ,|,„.,„^,,,..„
и(В) в
Рис. 5. Вольтамперные характеристики ОНС на поверхности Т с верхним контактом из: а - Р(; б - ТгЫ; в - С
Анализ полученных результатов показал, что применение Р1 в качестве верхнего контакта позволяет снизить энергопотребление структуры Т1/ТЮ2/верхний электрод в 54,71 раз по сравнению с Т1М, и снизить энергопотребление в 63,66 раз по сравнению с С.
На основе полученных вольтамперных характеристик для каждого материала верхнего контакта были построены зависимость сопротивления ОНС от количества переключений в точке (равномерность), а также зависимость сопротивления ОНС от номера точки на поверхности ОНС (однородность) (рис. 6, 7, 8).
Анализ полученных результатов показал, что для структуры Т1/ТЮ2/Р1 при изменении сопротивления в одной точке на поверхности ОНС, сопротивление в ИЯ8 состоянии составляло 327,51±36,33 ГОм, а в ЬЯ8 - 22,43±4,17 ГОм, отношение сопротивлений в состояниях ИК8/ЬЯ8 было равно 15 (рис. 6,а). При изменении сопротивления в разных точках на поверхности оксидной наноразмерной структуры, в ИЯ8 было равно 332,02±40,31 ГОм, в ЬЯ8 - 29,22±6,96 ГОм, отношение сопротивлений в ИЯ8/ЬЯ8 - 11 (рис. 6,б).
1000
100
OL
.... .... • URS
;;;; :::: :::: .... .....
• •
•
10
О 2 4 6 8 10 12 14 16 Номер точки
а б
Рис. 6. Исследование эффекта резистивного переключения структуры Т1/ТЮ2/Рк а - равномерность; б - однородность
Анализ полученных результатов показал, что для структуры Т^ТЮ2/ПМ при изменении сопротивления в одной точке на поверхности ОНС, в HRS было равно 4,52±0,81 ГОм, LRS - 0,57±0,16 ГОм, отношение сопротивлений в было
равно 12 (рис. 7,а). При изменении сопротивления в разных точках на поверхности оксидной наноразмерной структуры, в HRS было равно 4,72±1,12 ГОм, в LRS -0,77±0,23 ГОм, отношение сопротивлений HRS/LRS - 6 (рис. 7,б).
ю
G О 1 3.
0,1
• HKS • I-RS
1
•
... ....
1
1 1 ■
2 4 6 8 10 12 14 16 Номер точки
б
Рис. 7. Исследование эффекта резистивного переключения структуры Т1/Т1Ю2/Т1М: а - равномерность; б - однородность
Анализ полученных результатов показал, что для структуры ^/ТЮ2/С при изменении сопротивления в одной точке на поверхности ОНС, в HRS было равно 1,72±0,34 ГОм, в LRS - 0,37±0,08 ГОм, отношение сопротивлений в бы-
ло равно 6 (рис. 8,а). При изменении сопротивления в разных точках на поверхности оксидной наноразмерной структуры, в HRS было равно 1,91±0,42 ГОм, в LRS -0,57±0,15 ГОм, отношение сопротивлений в HRS/LRS - 3 (рис. 8,б).
Анализ полученных результатов показал, что для всех материалов верхнего контакта при исследовании эффекта резистивного переключения в разных точках на поверхности ОНС по сравнению с исследованием в одной точке, разброс сопротивлений в HRS увеличился на 9,87 %, в LRS на 40,08 % для Р1, разброс сопротивлений в HRS увеличился на 27,67 %, в LRS на 30,43 % для ТШ, разброс сопротив-
а
лений в ИЯ8 увеличился на 19,04 %, в ЬЯ8 на 46,65 % для С. Полученный результат можно объяснить различной концентрацией кислородных вакансий по объему ОНС, а также неравномерностью ОНС по толщине.
о 1 £
• няч 1 • ШБ
1
• •
0 2 4 6 8 10 12 14 16 Номер точки
а б
Рис. 8. Исследование эффекта резистивного переключения структуры Т1/ТЮ2/С: а - равномерность; б - однородность
Анализ полученных результатов экспериментальных исследований показал, что изготовленные элементы резистивной памяти на основе оксидных нанораз-мерных структур титана обладают несимметричной вольтамперной характеристикой с током переключения 18КТ = 20 нА, напряжением переключения пленки и8КТ = +2,13±0,15 В, и напряжением переключения пленки и№8 = -2,93±0,47 В (рис. 9).
100 4-'-!-1-'-■-
-4 -2 0 2 4
и(В)
Рис. 9. Вольтамперная характеристика элемента резистивной памяти на основе оксидной наноразмерной структуры титана
На основе полученных вольтамперных характеристик изготовленного макета элемента резистивной памяти были получена зависимость сопротивления мемри-стора от количества переключений, а также зависимость сопротивления от номера мемристора (рис. 10).
Анализ полученных результатов показал, что при изменении сопротивления в одном элементе резистивной памяти, в ИЯ8 было равно 10,28±1,84 ГОм, в ЬЯ8 -0,06±0,02 ГОм, отношение сопротивлений в ИЯ8/ЬЯ8 было равно 171 (рис. 10,а). Сопротивление разных мемристоров в макете элемента резистивной памяти было равно 12,53±2,13 ГОм для ИЯ8, и 0,11±0,03 ГОм для ЬЯ8, отношение сопротивлений в ИЯ8/ЬЯ8 - 113 (рис. 10,б).
Рис. 10. Исследование эффекта резистивного переключения мемристоров макета элемента резистивной памяти на основе оксидных наноразмерных структур титана: а - равномерность; б - однородность
Анализ полученных результатов показал, что разброс сопротивлений в HRS и в LRS на разных мемристорах макета, по сравнению разбросом сопротивлений в HRS и в LRS одного мемристора, увеличился на 13,61 % и 33,12 %, соответственно.
Управляющее напряжение уменьшилось от 10 В до 4 В (рис. 5 и рис. 9,а). По сравнению с результатами, полученными на структуре Ti/TiO2/Pt, сопротивление в HRS уменьшилось в 31,85 раз, в LRS уменьшилось в 373,83 раза, разброс сопротивлений в HRS уменьшился на 5,29 %, разброс сопротивлений в LRS уменьшился на 10,03%. Данный результат можно объяснить влиянием атмосферного кислорода на эффект резистивного переключения в объеме ОНС.
Таким образом, было показано что изготовленный макет элемента резистив-ной памяти проявляет стабильный эффект резистивного переключения в течение 30 переключений.
Заключение. В работе представлены результаты экспериментальных исследований влияния материала верхнего контакта на эффект резистивного переключения в структуре Ti/TiO2/верхний электрод. Определены токи переключения 18кт, напряжение Изкт, и напряжение И^ для структур ^/ТЮ2/Р^ Т/ТЮ2ЛШ, Т/ТЮ2/С. Показано, что применение Pt в качестве верхнего контакта позволяет снизить энергопотребление структуры Т/ТЮ2/Р1 в 54,71 раз по сравнению с ТМ, и снизить энергопотребление в 63,66 раз по сравнению с С.
Построены зависимости сопротивления ОНС от количества переключений в одно точке, а также зависимости сопротивления ОНС от номера точки на поверхности ОНС. Анализ полученных результатов показал, что для всех материалов верхнего контакта при исследовании эффекта резистивного переключения в разных точках на поверхности оксидных наноразмерных структур титана по сравнению с исследованием в одной точке, разброс сопротивлений в состояниях HRS увеличился на 9,87 % и в LRS на 40,08 % для Р1, в HRS увеличился на 27,67 % и в LRS на 30,43 % для в HRS увеличился на 19,04 % и в LRS на 46,65 % для С. Изготовлен и исследован макет элемента резистивной памяти из 16 мемристоров на основе оксидных наноразмерных структур титана. Определены ток переключения 1зкт = 20 нА, напряжение Изкт = +2,13±0,15 В, и напряжение И^ = -2,93±0,47 В. Построены зависимости сопротивления элемента памяти от количества переключений, а также зависимость сопротивления от номера элемента. Показано, что сопро-
тивление в HRS и LRS состояниях составляло 10,28±1,84 и 0,06±0,02 ГОм, соответственно. Отношение сопротивлений макета элемента резистивной памяти в HRS/LRS состояниях составило 171.
Показано, что разброс сопротивлений в HRS и LRS состояниях на разных мем-ристорных структурах макета элемента резистивной памяти, по сравнению с разбросом сопротивлений в HRS и LRS состояниях одного мемристора, увеличился на 13,61 % и 33,12 %, соответственно. Также показано, что по сравнению с результатами, полученными на структуре Ti/TiO2/Pt, сопротивление в HRS уменьшилось в 31,85 раз и в LRS уменьшилось в 373,83 раза, а разброс сопротивлений в HRS уменьшился на 5,29 % и в LRS уменьшился на 10,03 %. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов формирования элементов резистивной памяти с использованием зондовых нанотехнологий.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты №19-2903041 мк, №18-37-00299 мол_а) и гранта Президента РФ № MK-2721.2018.8. Результаты были получены с использованием оборудования Научно-образовательного центра «Нанотехнологии» Южного федерального университета.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Xiao Liang Hong, Desmond Jia Jun Loy, Putu And hit Dananjaya, Funan Tan, Chee Mang Ng, and Wen Siang Lew Oxide-based RRAM materials for neuromorphic computing // Journal of Materials Science. - 2018. - Vol. 53. - P. 8720-8746.
2. Mohammed A. Zidan, John Paul Strachan and Wei D. Lu The future of electronics based on memristive systems // Nature Electronics. - 2018. - Vol. 1. - P. 22-29.
3. An Chen A review of emerging non-volatile memory (NVM) technologies and Applications // Solid-State Electronics. - 2016. - Vol. 125. - P. 25-38.
4. Смирнов В.А., Томинов Р.В., Авилов В.И., Алябьева Н.И., Вакулов З.Е., Замбург Е.Г., Ха-хулин Д.А., Агеев О.А. Исследование мемристорного эффекта в нанокристаллических пленках ZnO // Физика и техника полупроводников. - 2019. - Т. 53, № 1. - C. 77-82.
5. Tominov R.V., Zamburg E.G., Khakhulin D.A., Klimin V.S., Smirnov V.A., Chu Y.H., Ageev O.A. Investigation of resistive switching of ZnxTiyHfzOi nanocomposite for rram elements manufacturing // Journal of Physics: Conference Series. - 2017. - Vol. 917. - P. 032023.
6. Khakhulin D.A., Vakulov Z.E., Smirnov V.A., Tominov R.V., Yoon J.G., Ageev O.A. Resistive switching in ZnO/ZnO:In nanocomposite // Journal of Physics: Conference Series. - 2017. -Vol. 917. - P. 092008.
7. Ильина М.В., Ильин О.И., Блинов Ю.Ф., Смирнов В.А., Агеев О.А. Неравномерная упругая деформация и мемристорный эффект в ориентированных углеродных нанотрубках // Журнал технической физики. - 2018. - Т. 88, № 11. - C. 1726-1733.
8. Ageev O.A., Blinov Y.F., IlinaM.V., Ilin O.I., Smirnov V.A. Modeling and experimental study of resistive switching in vertically aligned carbon nanotubes // Journal of Physics: Conference Series. - 2016. - Vol. 741, No. 1. - P. 012168.
9. Il'ina M.V., Il'in O.I., Blinov Y.F., Smirnov V.A., Kolomiytsev A.S., Fedotov A.A., Konoplev B.G., Ageev O.A. Memristive switching mechanism of vertically aligned carbon nanotubes // Carbon. - 2017. - Vol. 123. - P. 514-524.
10. Ageev O.A., Ilin O.I., Rubashkina M.V., Smirnov V.A., Fedotov A.A., Tsukanova O.G. Determination of the electrical resistivity of vertically aligned carbon nanotubes by scanning probe microscopy // Technical Physics. - 2015. - Vol. 60, No. 7. - P. 1044-1050.
11. Ageev O.A., Blinov Y.F., Il'ina M.V., Konoplev B.G., Smirnov V.A. Resistive switching of vertically aligned carbon nanotubes for advanced nanoelectronic devices // In book: Intelligent Nanomaterials: Second Edition. - 2016. - P. 361-394.
12. Ageev O.A., Konoplev B.G., Rubashkina M.V., Rukomoikin A.V., Smirnov V.A., Solodovnik M.S. Studying the effect of geometric parameters of oriented GaAs nanowhiskers on Youngs modulus using atomic force microscopy // Nanotechnologies in Russia. - 2013. - Vol. 8. No. 1-2. - P. 23-28.
13. Агеев О.А. Смирнов В.А., Солодовник М.С., Рукомойкин А.В., Авилов В.И. Исследование режимов формирования оксидных наноразмерных структур арсенида галлия методом локального анодного окисления // Известия высших учебных заведений. Электроника.
- 2012. - № 2 (94). - C. 43-50.
14. Avilov V.I., Polupanov N.V., Tominov R.V., Smirnov V.A., Ageev O.A. Scanning probe nano-lithography of resistive memory element based on titanium oxide memristor structures // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2017. - P. 012001.
15. Смирнов В.А. Нанолитография элементов наноэлектроники на основе оксида титана // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2016. - № 10 (183). - C. 27-40.
16. Смирнов В.А. Применение зондовой нанолитографии для формирования элементов наноэлектроники методом локального анодного окисления пленки титана // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2014. - № 9 (158). - C. 15-24.
17. Smirnov V.A. Nanolithography by local anodic oxidation of thin titanium film // In book: Piezoelectrics and Nanomaterials: Fundamentals, Developments and Applications. - 2015.
- P. 85-103.
18. Авилов В.И., Агеев О.А., Коломийцев А.С., Коноплев Б.Г., Смирнов В.А., Цуканова О.Г. Формирование и исследование матрицы мемристоров на основе оксида титана методами зондовой нанотехнологии // Известия высших учебных заведений. Электроника. - 2014.
- № 2 (106). - C. 50-57.
19. Томинов Р.В., Смирнов В.А., Черненко Н.Е., Агеев О.А. Исследование режимов силовой зондовой нанолитографии // Российские нанотехнологии. - 2017. - Т. 12, № 11-12.
- C. 69-75.
20. Смирнов В.А., Агеев О.А. Нанолитография методом локального анодного окисления полупроводников и металлов // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2005. - № 9 (53).
- C. 61.
21. Авилов В.И., Агеев О.А., Смирнов В.А., Солодовник М.С., Цуканова О.Г. Исследование режимов наноразмерного профилирования поверхности эпитаксиальных структур арсе-нида галлия методом локального анодного окисления // Российские нанотехнологии.
- 2015. - Т. 10, № 3-4. - C. 42-46.
22. Агеев О.А., Коноплев Б.Г., Поляков В.В., Светличный А.М., Смирнов В.А. Исследование режимов фотонностимулированной зондовой нанолитографии методом локального анодного окисления пленки титана // Нано- и микросистемная техника. - 2008. - № 1 (90). - C. 14-16.
23. Avilov V.I., Ageev O.A., Konoplev B.G., Smirnov V.A., Solodovnik M.S., Tsukanova O.G. Study of the phase composition of nanostructures produced by the local anodic oxidation of titanium films // Semiconductors. - 2016. - Vol. 50, No. 5. - P. 601-606.
24. Ageev O.A., Alyab'eva N.I., Konoplev B.G., Polyakov V.V., Smirnov V.A. Photoactivation of the processes of formation of nanostructures by local anodic oxidation of a titanium film // Semiconductors. - 2010. - Vol. 44, No. 13. - P. 1703-1708.
25. Агеев О.А., Поляков В.В., Смирнов В.А., Коломийцев А.С. Исследование влияния режимов фотонной стимуляции на процессы нанолитографии методом локального анодного окисления // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2006. - № 9-1 (64). - C. 117.
26. Авилов В.И., Агеев О.А., Блинов Ю. Ф., Коноплев Б.Г., Поляков В.В., Смирнов В.А., Цуканова О.Г. Моделирование процесса формирования оксидных наноразмерных структур методом локального анодного окисления поверхности металла // Журнал технической физики. - 2015. - Т. 85, № 5. - C. 88-93.
27. Агеев О.А., Смирнов В.А., СолодовникМ.С., Авилов В.И. Исследование режимов локального анодного окисления эпитаксиальных структур арсенида галлия // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2011. - № 4 (117). - C. 8-13.
28. Агеев О.А., Смирнов В.А., Коломийцев А.С., Громов А.Л. Применение метода фокусированных ионных пучков для модификации зондовых датчиков атомно-силовых микроскопов // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2011. - № 4 (117). - C. 166-171.
29. Коноплев Б.Г., Агеев О.А., Смирнов В.А., Коломийцев А.С., Ильин О.И. Модификация зондовых датчиков-кантилеверов для атомно-силовой микроскопии методом фокусированных ионных пучков // Нано- и микросистемная техника. -2011. - № 4. - C. 4-8.
30. Полякова В.В., Коц И.Н., Смирнов В.А., Агеев О.А. Наноразмерное Профилирование поверхности кремния методом локального анодного окисления // Микроэлектроника.
- 2019. - Т. 48, № 2. - C. 90-96.
31. Быков А.В., Коломийцев А.С., Полякова В.В., Смирнов В.А. Профилирование зондов для сканирующей зондовой нанодиагностики методом фокусированных ионных пучков // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2014. - № 9 (158). - C. 133-140.
32. Polyakova V.V., Smirnov V.A., Ageev O.A. A study of nanoscale profiling modes of a silicon surface via local anodic oxidation // Nanotechnologies in Russia. - 2018. - Vol. 13, No. 1-2.
- P. 84-89.
33. Shandyba N.A., Panchenko I. V., Tominov R. V., Smirnov V.A., Pelipenko M.I., Zamburg E.G., Chu Y.H. Size effect on memristive properties of nanocrystalline ZnO film for resistive synaptic devices // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - P. 081036.
34. Авилов В.И., Смирнов В.А., Шарапов Н.А. Размерный эффект в мемристорных наноструктурах на основе оксида титана для создания элементов систем искусственного интеллекта и синаптроники // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2018. - № 2 (196).
- C. 34-46.
REFERENCES
1. Xiao Liang Hong, Desmond Jia Jun Loy, Putu And hit Dananjaya, Funan Tan, Chee Mang Ng, and Wen Siang Lew Oxide-based RRAM materials for neuromorphic computing, Journal of Materials Science, 2018, Vol. 53, pp. 8720-8746.
2. Mohammed A. Zidan, John Paul Strachan and Wei D. Lu The future of electronics based on memristive systems, Nature Electronics, 2018, Vol. 1, pp. 22-29.
3. An Chen A review of emerging non-volatile memory (NVM) technologies and Applications, Solid-State Electronics, 2016, Vol. 125, pp. 25-38.
4. Smirnov V.A., Tominov R.V., Avilov V.I., Alyab'eva N.I., Vakulov Z.E., Zamburg E.G., Khakhulin D.A., Ageev O.A. Issledovanie memristornogo effekta v nanokristallicheskikh plenkakh ZnO [Study of the memristor effect in nanocrystalline films ZnO], Fizika i tekhnika poluprovodnikov [Physics and technology of semiconductors], 2019, Vol. 53, No. 1, pp. 77-82.
5. Tominov R.V., Zamburg E.G., Khakhulin D.A., Klimin V.S., Smirnov V.A., Chu Y.H., Ageev O.A. Investigation of resistive switching of ZnxTiyHfzOi nanocomposite for rram elements manufacturing, Journal of Physics: Conference Series, 2017, Vol. 917, pp. 032023.
6. Khakhulin D.A., Vakulov Z.E., Smirnov V.A., Tominov R.V., Yoon J.G., Ageev O.A. Resistive switching in ZnO/ZnO:In nanocomposite, Journal of Physics: Conference Series, 2017, Vol. 917, pp. 092008.
7. Il'ina M.V., Il'in O.I., Blinov Yu.F., Smirnov V.A., Ageev O.A. Neravnomernaya uprugaya deformatsiya i memristornyy effekt v orientirovannykh uglerodnykh nanotrubkakh [Uneven elastic deformation and memristor effect in oriented carbon nanotubes], Zhurnal tekhnicheskoy fiziki [Journal of technical physics], 2018, Vol. 88, No. 11, pp. 1726-1733.
8. Ageev O.A., Blinov Y.F., IlinaM.V., Ilin O.I., Smirnov V.A. Modeling and experimental study of resistive switching in vertically aligned carbon nanotubes, Journal of Physics: Conference Series, 2016, Vol. 741, No. 1, pp. 012168.
9. Il'ina M.V., Il'in O.I., Blinov Y.F., Smirnov V.A., Kolomiytsev A.S., Fedotov A.A., Konoplev B.G., Ageev O.A. Memristive switching mechanism of vertically aligned carbon nanotubes, Carbon, 2017, Vol. 123, pp. 514-524.
10. Ageev O.A., Ilin O.I., Rubashkina M.V., Smirnov V.A., Fedotov A.A., Tsukanova O.G. Determination of the electrical resistivity of vertically aligned carbon nanotubes by scanning probe microscopy, Technical Physics, 2015, Vol. 60, No. 7, pp. 1044-1050.
11. Ageev O.A., Blinov Y.F., Il'ina M.V., Konoplev B.G., Smirnov V.A. Resistive switching of vertically aligned carbon nanotubes for advanced nanoelectronic devices, In book: Intelligent Nanomaterials: Second Edition, 2016, pp. 361-394.
12. Ageev O.A., Konoplev B.G., Rubashkina M.V., Rukomoikin A.V., Smirnov V.A., Solodovnik M.S. Studying the effect of geometric parameters of oriented GaAs nanowhiskers on Youngs modulus using atomic force microscopy, Nanotechnologies in Russia, 2013, Vol. 8. No. 1-2, pp. 23-28.
13. Ageev O.A. Smirnov V.A., Solodovnik M.S., Rukomoykin A.V., Avilov V.I. Issledovanie rezhimov formirovaniya oksidnykh nanorazmernykh struktur arsenida galliya metodom lokal'nogo anodnogo okisleniya [Study of modes of formation of oxide nanoscale structures of gallium arsenide by local anodic oxidation], Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Elektronika [Proceedings of Universities. Electronics], 2012, No. 2 (94), pp. 43-50.
14. Avilov V.I., Polupanov N.V., Tominov R.V., Smirnov V.A., Ageev O.A. Scanning probe nano-lithography of resistive memory element based on titanium oxide memristor structures, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2017, pp. 012001.
15. Smirnov V.A. Nanolitografiya elementov nanoelektroniki na osnove oksida titana [Nanolithog-raphy nanoelectronics elements on the basis of titanium dioxide], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2016, No. 10 (183), pp. 27-40.
16. Smirnov V.A. Primenenie zondovoy nanolitografii dlya formirovaniya elementov nanoelektroniki metodom lokal'nogo anodnogo okisleniya plenki titana [Application of probe nanolithography for the formation of nanoelectronic elements by the method of local anodic oxidation of titanium film], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2014, No. 9 (158), pp. 15-24.
17. Smirnov V.A. Nanolithography by local anodic oxidation of thin titanium film, In book: Piezoelectrics and Nanomaterials: Fundamentals, Developments and Applications, 2015, pp. 85-103.
18. Avilov V.I., Ageev O.A., Kolomiytsev A.S., Konoplev B.G., Smirnov V.A., Tsukanova O.G. Formirovanie i issledovanie matritsy memristorov na osnove oksida titana metodami zondovoy nanotekhnologii [Formation and study of the matrix of memristors based on titanium oxide by probe nanotechnology], Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Elektronika [Proceedings of Universities. Electronics], 2014, No. 2 (106), pp. 50-57.
19. Tominov R.V., Smirnov V.A., Chernenko N.E., Ageev O.A. Issledovanie rezhimov silovoy zondovoy nanolitografii [Research of power probe nanolithography modes], Rossiyskie nanotekhnologii [Russian nanotechnologies], 2017, Vol. 12, No. 11-12, pp. 69-75.
20. Smirnov V.A., Ageev O.A. Nanolitografiya metodom lokal'nogo anodnogo okisleniya poluprovodnikov i metallov [Nanolithography by local anodic oxidation of semiconductors and metals], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2005, No. 9 (53), pp. 61.
21. Avilov V.I., Ageev O.A., Smirnov V.A., Solodovnik M.S., Tsukanova O.G. Issledovanie rezhimov nanorazmernogo profilirovaniya poverkhnosti epitaksial'nykh struktur arsenida galliya metodom lokal'nogo anodnogo okisleniya [Study of nanoscale surface profiling modes of epitaxial structures of gallium arsenide by local anodic oxidation], Rossiyskie nanotekhnologii [Russian nanotechnologies], 2015, Vol. 10, No. 3-4, pp. 42-46.
22. Ageev O.A., Konoplev B.G., Polyakov V.V., Svetlichnyy A.M., Smirnov V.A. Issledovanie rezhimov fotonnostimulirovannoy zondovoy nanolitografii metodom lokal'nogo anodnogo okisleniya plenki titana [Study of photon-stimulated probe nanolithography modes by local anodic oxidation of titanium film], Nano- i mikrosistemnaya tekhnika [Nano- and Microsystem technique], 2008, No. 1 (90), pp. 14-16.
23. Avilov V.I., Ageev O.A., Konoplev B.G., Smirnov V.A., Solodovnik M.S., Tsukanova O.G. Study of the phase composition of nanostructures produced by the local anodic oxidation of titanium films, Semiconductors, 2016, Vol. 50, No. 5, pp. 601-606.
24. Ageev O.A., Alyab'eva N.I., Konoplev B.G., Polyakov V.V., Smirnov V.A. Photoactivation of the processes of formation of nanostructures by local anodic oxidation of a titanium film, Semiconductors, 2010, Vol. 44, No. 13, pp. 1703-1708.
25. Ageev O.A., Polyakov V.V., Smirnov V.A., Kolomiytsev A.S. Issledovanie vliyaniya rezhimov fotonnoy stimulyatsii na protsessy nanolitografii metodom lokal'nogo anodnogo okisleniya [Investigation of the effect of photon stimulation modes on the processes of nanolithography by local anodic oxidation], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2006, No. 9-1 (64), pp. 117.
26. Avilov V.I., Ageev O.A., Blinov Yu.F., Konoplev B.G., Polyakov V.V., Smirnov V.A., TSukanova O.G. Modelirovanie protsessa formirovaniya oksidnykh nanorazmernykh struktur metodom lokal'nogo anodnogo okisleniya poverkhnosti metalla [Modeling of the process of formation of oxide nanoscale structures by local anodic oxidation of the metal surface], Zhurnal tekhnicheskoy fiziki [Journal of technical physics], 2015, Vol. 85, No. 5, pp. 88-93.
27. Ageev O.A., Smirnov V.A., Solodovnik M.S., Avilov V.I. Issledovanie rezhimov lokal'nogo anodnogo okisleniya epitaksial'nykh struktur arsenida galliya [Study of local anodic oxidation modes of epitaxial structures of gallium arsenide], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2011, No. 4 (117), pp. 8-13.
28. Ageev O.A., Smirnov V.A., Kolomiytsev A.S., Gromov A.L. Primenenie metoda fokusirovannykh ionnykh puchkov dlya modifikatsii zondovykh datchikov atomno-silovykh mikroskopov [The application of the method of focused ion beams for the modification of the probe of an atomic-force microscope], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2011, No. 4 (117), pp. 166-171.
29. Konoplev B.G., Ageev O.A., Smirnov V.A., Kolomiytsev A.S., Il'in O.I. Modifikatsiya zondovykh datchikov-kantileverov dlya atomno-silovoy mikroskopii metodom fokusirovannykh ionnykh puchkov [Modification of probe sensors-cantilevers for atomic force microscopy by the method of focused ion beams], Nano- i mikrosistemnaya tekhnika [Nano- i mikrosistemnaya tekhnika [Nano- and Microsystem technique], 2011, No. 4, pp. 4-8.
30. Polyakova V.V., Kots I.N., Smirnov V.A., Ageev O.A. Nanorazmernoe Profilirovanie poverkhnosti kremniya metodom lokal'nogo anodnogo okisleniya [Nanoscale silicon surface profiling by local anodic oxidation],Mikroelektronika [Microelectronics], 2019, Vol. 48, No. 2, pp. 90-96.
31. Bykov A.V., Kolomiytsev A.S., Polyakova V.V., Smirnov V.A. Profilirovanie zondov dlya skaniruyushchey zondovoy nanodiagnostiki metodom fokusirovannykh ionnykh puchkov [Profiling of probes for scanning probe nanodiagnosis by the method of focused ion beams], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2014, No. 9 (158), pp. 133-140.
32. Polyakova V.V., Smirnov V.A., Ageev O.A. A study of nanoscale profiling modes of a silicon surface via local anodic oxidation, Nanotechnologies in Russia, 2018, Vol. 13, No. 1-2, pp. 84-89.
33. Shandyba N.A., Panchenko I.V., Tominov R.V., Smirnov V.A., Pelipenko M.I., Zamburg E.G., Chu Y.H. Size effect on memristive properties of nanocrystalline ZnO film for resistive synaptic devices, Journal of Physics: Conference Series, 2018, pp. 081036.
34. Avilov V.I., Smirnov V.A., Sharapov N.A. Razmernyy effekt v memristornykh nanostrukturakh na osnove oksida titana dlya sozdaniya elementov sistem iskusstvennogo intellekta i sinaptroniki [Size effect in the nanostructure of the memristor based on titanium oxide to create the elements of artificial intelligence systems and sentroni], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2018, No. 2 (196), pp. 34-46.
Статью рекоменловал к опубликованию д.т.н., профессор И.Е. Лысенко.
Смирнов Владимир Александрович - Южный федеральный университет, e-mail: [email protected]; 347928, г. Таганрог, ул. Шевченко, 2, корп. «Е»; тел.: +78634371611; кафедра радиотехнической электроники; зав. кафедрой; к.т.н.
Томинов Роман Викторович - e-mail: [email protected]; кафедра радиотехнической электроники; к.т.н.; ассистент.
Авилов Вадим Игоревич - e-mail: [email protected]; кафедра НТ МСТ; к.т.н.; доцент.
Полякова Виктория Вадимовна - e-mail: [email protected]; кафедра НТ МСТ; аспирант.
Агеев Олег Алексеевич - e-mail: [email protected]; кафедра НТ МСТ; д.т.н.; профессор.
Smirnov Vladimir Aleksandrovich - Southern Federal University; e-mail: [email protected]; 2, Shevchenko street, building "Е", Taganrog, 347928, Russia; phone: +78634371767; the department of radio engineering electronics; cand. of eng. sc.; head of department.
Tominov Roman Viktorovich - e-mail: [email protected]; the department of radio engineering electronics; cand. of eng. sc.; assistant.
Avilov Vadim Igorevich - e-mail: [email protected]; the department of nanotechnology and microsystem technology; cand. of eng. sc.; associate professor
Polyakova Viktoria Vadimovna - e-mail: [email protected]; the department of nanotechnol-ogy and microsystem technology; cand. of eng. sc.; postgraduate student.
Ageev Oleg Alekseevich - e-mail: [email protected]; the department of nanotechnology and microsystem technology; doctor of eng. sc.; professor.
