Исследование эффектов памяти и обратимого переключения в тонкопленочных системах металл/полупроводник/металл Алексеева Л.Г., аспирант каф. МНЭ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. Ульянова (Ленина) «ЛЭТИ» 17 мая, Санкт-Петербург, Россия Н4.1. Наноустройства и микросистемная техника

Разработка, создание и диагностика тестовых МП(Д)М-структур с эффектом резистивного переключения с возможным получением на их основе чипов памяти. Почему это интересно: простая структура с двумя контактами, энергонезависимое сохранение состояния системы, быстродействие, способность к многоуровневым состояниям. Область исследования, проблематика Но до сих пор остаются не решенными проблемы, касающиеся времени хранения, мощности, затрачиваемой на переключение, стабильности параметров, и главное, механизмов переключения и памяти. 2

3 Memristor - переменный резистор с двумя контактами, и сопротивлением, зависящим от количества заряда q, прошедшего между контактами. memristor pinched hysteresis loop fingerprint

комплексные исследования Основные цели и задачи: 4 Технология получения макетных образцов Анализ влияния технологических параметров Комплекс исследований электрофизических и структурных зависимостей Выбор оптимальных параметров Технология получения экспериментальных образцов (чипов памяти) Комплекс исследований электрофизических и структурных зависимостей Мемристор со стабильными параметрами работы

Доступное оборудование Система ВЧ магнетронного нанесения высокотемпературный отжиг Технология синтеза структур : растровый электронный микроскоп атомносиловой микроскоп электронный Оже-спектромерт рентгеноспектральный микроанализатор Структурный и фазовый микроанализ: система измерения параметров полупроводников Keithley 4200 RLC-meter фирмы Agilent зондовая станция Исследования электрофизических параметров: 5

Предмет исследований верхний электрод Pt PbO х нижний электрод Pt подслой Ti SiO 2 Si - подложка АСМ-изображение поверхности пленок PbO x,отожженных при 580 С Размер: 15 х 15 мкм 6

Революционная технология хранения информации при одинаковой стоимости накопителя 7

Оборудование и материалы: 150,000 тыс. руб. Остальные затраты: 30,000 тыс. руб. С учетом срока окупаемости 5 лет MemristorFlash Стоимость 1 байта информации: 3.1 Eur/Gbyte 6 Eur/GByte при плотности записи : 13.4 GBit/cm 2 6,7 GBit/cm 2 Оценка стоимости байта информации 8

этапаНаименование работ по основным этапам НИОКР Сроки выполнения работ (мес.) 1 Модернизация установки и совершенствование системы тестирования модельных образцов I кв. 1 года 2 Создание и тестирование пробной партии модельных образцов II кв. 1 года 3 Экспериментальные исследования модельных образцов IIIкв. 1 года 4 Выработка рекомендаций по улучшению стабильности характеристик IV кв. 1 года 5 На основании полученных результатов, создание и тестирование модельных образцов с улучшенными параметрами на основе различных металлооксидов I-II кв. 2года 6 Исследование и анализ полученных структур с целью проверки возможности получения экспериментальных образцов – чипов памяти III-IV кв. 2 года План реализации 9

Определение физических механизмов переключения. Время переключения не более 10 нс, неограниченное время хранения информации. Технологические параметры, обеспечивающие стабильную работу образцов. Технология изготовления продукта, охраняемая в режиме секрета производства (ноу-хау) с возможной патентной защитой общих технологических параметров. В качестве конечной цели проекта выступает лицензионное соглашение по передаче секрета производства с оказанием инженерно- консультационных услуг, включая организацию лицензионного производства, пуско-наладочные работы и подготовку кадров. Планируемые результаты 10

Программа УМНИК Получение конкурентоспособного продукта, патентная защита продукта и технологии производства Формирование расширенной команды, поиск партнеров и юридическая подготовка Программа СТАРТ 11 Перспективы развития проекта

Спасибо за внимание! Алексеева Л.Г., аспирант каф. МНЭ