Найти

Результаты поиска

• ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗИСТИВНОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ МЕМРИСТИВНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИНКА ДЛЯ МАШИННОГО ЗРЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

  А.В. Саенко , К.А. Козюменко , И.А. Шиховцов , Р. В. Томинов , В.А. Смирнов

  2026-02-27

  Аннотация ▼

  Развитие нейроморфных систем машинного зрения для робототехнических комплексов требует создания прозрачных мемристивных структур, сочетающих оптическую прозрачность, стабильное биполярное резистивное переключение и совместимость с технологией кроссбар-массивов. Ключевой проблемой является установление закономерностей влияния режимов осаждения тонких пленок ZnO на их структурные и электрофизические свойства, которые определяют характеристики мемристивных структур. Целью работы являлось определение оптимальной мощности ВЧ магнетронного распыления керамической мишени ZnO, обеспечивающей формирование прозрачных мемристивных структур ITO/ZnO/ITO со стабильным резистивным переключением, и создание на их основе кроссбар-массива. Тонкие пленки ZnO осаждались методом ВЧ магнетронного распыления при мощности от 25 до 100 Вт. Проведены структурные (РЭМ, АСМ) и электрофизические (эффект Холла) исследования полученных пленок ZnO. Изготовлены методами магнетронного распыления и литографии прозрачные мемристивные структуры ITO/ZnO/ITO и кроссбар-массив из 16 структур с размером ячеек 2000×2000 нм на стеклянных подложках, а также измерены их вольтамперные характеристики. Показано, что возрастание мощности магнетронного распыления от 25 до 100 Вт приводит к увеличению размера зерен от 12,8 до 35,7 нм и шероховатости поверхности пленок ZnO от 2,8 до 11,4 нм. Получено, что при мощности распыления 75 Вт концентрация носителей заряда в пленках ZnO имеет максимальное значение 2,7·1015 см-3, что необходимо для стабильного резистивного переключения структуры. Показано, что полученные мемристивные структуры ITO/ZnO/ITO проявляют стабильное биполярное переключение в течение 1000 циклов между состояниями HRS = 537,4 ± 26,7 Ом и LRS = 291,4 ± 38,5 Ом (отношение HRS/LRS ~1,8). Изготовленный прозрачный кроссбар-массив показал стабильное резистивное переключение в течение 20000 циклов (LRS = 13,8 ± 1,4 кОм, HRS = 34,8 ± 2,6 кОм, отношение HRS/LRS ~2,5). Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов изготовления прозрачных мемристивных кроссбаров для нейроморфных структур машинного зрения робототехнических систем

• ИССЛЕДОВАНИЕ МЕМРИСТИВНЫХ НАНОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР С ПРОФИЛИРОВАННЫМ ЭЛЕКТРОДОМ ДЛЯ НЕЙРОМОРФНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

  И.Л. Житяев , М. С. Картель , Ю.Ю. Житяева , А. А. Авакян , В. А. Смирнов

  2025-04-27

  Аннотация ▼

  Представлены результаты разработки наноразмерных мемристорных структур, примене-
  ние которых является перспективным для аппаратной реализации систем искусственного интел-
  лекта. Предложена конструкция мемристорной ячейки на основе пленки оксида титана толщи-
  ной от 3 до 50 нм, верхний электрод которой представлял профилированную структуру в виде
  двух высокоаспектных острийных наноразмерных структур (ВОНС), у которой одно из острий
  было с радиусом 10 нм, а радиус острия второй варьировался в диапазоне от 10 до 50 нм. В каче-
  стве материала для верхнего электрода была выбрана платина из-за ее уникальных физико-
  химических свойств, в том числе высокой химической инертности в широком диапазоне темпера-
  тур и агрессивных сред, низкого удельного электрического сопротивления и устойчивости к окис-
  лению. Эти характеристики делают платину оптимальным материалом для использования в
  электронных устройствах и сенсорных системах, где требуется долговременная стабильность и
  минимальные потери энергии при передаче сигнала. Представлены результаты моделирования
  распределения напряженности электрического поля в межэлектродном промежутке мемристор-
  ной ячейки. Моделирование проводилось с использованием программного обеспечения COMSOL
  Multiphysics, в которой решаются системы нелинейных дифференциальных уравнений в частных
  производных методом конечных элементов, при разности потенциалов между электродами 5 В.
  На основе результатов моделирования получены и проанализированы зависимости величины на-
  пряженности электрического поля от геометрических параметров мемристорной ячейки. Выяв-
  лено локальное усиление напряженности электрического поля по периметру интерфейса оксида с
  ВОНС. Усиление неоднородности напряженности электрического поля возрастает с увеличением
  толщины оксидной пленки и может достигать 13,4%. Полученные результаты могут быть ис-
  пользованы при разработке нейроморфной электронной компонентной базы робототехнических
  систем и систем искусственного интеллекта на основе мемристоров