【器件论文】具有更强循环耐久性、稳定性和内存窗口的低压氧化镓晶闸管

        由美国爱荷华州立大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Electronic Materials 发布了一篇名为 Low-Voltage Gallium Oxide Memristor with Enhanced Cyclic Endurance, Stability, and Memory Window（具有更强循环耐久性、稳定性和内存窗口的低压氧化镓晶闸管）的文章。

摘要

        研究团队提出了一种结构为 Al/Cu/GaO_x/Au 的忆阻器器件，具有低工作电压（设定和复位电压分别为 0.48 V 和 −0.3 V）、高循环耐久性（超过 13,987 次）、大的记忆窗口（约为 4900）以及稳定的多级电阻状态。这些优异性能的实现，得益于基于 Cu 的电化学金属化机制 与 GaO_x 中间层之间的协同作用。通过对比实验与原子尺度模拟研究发现，Cu 原子在 GaO_x 中的扩散势垒较低，是性能提升的关键因素，这使该器件在功能上优于以往报道的 GaO_x 基忆阻器。此外，该器件还支持多级电阻状态的可靠编程，可以通过电流合规限制调控以及电压控制的导电细丝断裂来实现。其出色的循环耐久性通过电流–电压循环测试与电压脉冲实验得到验证，在所有 GaO_x 基忆阻器中属耐久性最高之一。综上所述，该 Al/Cu/GaO_x/Au 结构的忆阻器是一种在非易失性存储技术中极具前景的配置，为高性能、低功耗存储器及类脑计算提供了重要的技术支撑。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsaelm.4c02238