A rezisztív kapcsoló memóriák olyan nanoelektronikai eszközök (fém-szigetelő-fém nanostruktúrák), amelyek ellenállása elektromos jelekkel változtatható [1]. Ez kivitelezhető például olyan feszültségimpulzus alkalmazásával az eszköz elektródapárjára, amely túllépi az eszközre jellemző kapcsolási küszöbfeszültséget. Az ellenállásváltozás lehet nem-illékony vagy illékony tulajdonságú, attól függően, hogy a megváltozott ellenállásérték hosszútávon megmarad-e vagy sem. A rezisztív kapcsolás hátterében rendszerint a nanoskálájú fém-szigetelő-fém struktúra középső, aktív tartományában végbemenő anyagszerkezeti változás áll.

A memrisztorok egy különleges csoportját alkotják a Mott-típusú szigetelő-fém átalakulás szerint működő rezisztív kapcsoló eszközök [2]. Ezek közé tartoznak a jelen dolgozat fókuszában álló VO₂ nanorés memrisztorok, amelyek működését termikus és elektromos hatások összjátéka alakítja [3]. A szakdolgozatot készítő hallgató feladata VO₂ nanorés-alapú rezisztív kapcsoló memóriák kísérleti vizsgálata, melynek fókuszában az eszközök ultragyors, nanoszekundumos tartományba eső kapcsolási jelenségeinek dinamikai vizsgálata áll. A munka magában foglalja a mérések tervezését, megvalósítását, az adatfeldolgozást, valamint az eredmények értelmezését. Emellett további cél VO₂ memrisztor-alapú relaxációs oszcillátor-áramkörök ultragyors viselkedésének feltérképezése, illetve a gyors működés karakterisztikáit alakító mögöttes tényezők feltárása. Az eredmények hasznosulhatnak akár memrisztor-alapú oszcillációs neurális hálózatok esetén, a számítási sebesség növelésére [4,5].

Irodalom:

[1] J. J. Yang et al. Memristive devices for computing. Nature Nanotechnology 8, 13-24 (2013).
[2] Y. Zhou and S. Ramanathan. Mott Memory and Neuromorphic Devices. Proceedings of the IEEE 103, 1289 (2015).
[3] L. Pósa et al. Interplay of Thermal and Electronic Effects in the Mott Transition of Nanosized VO₂ Phase Change Memory Devices. ACS Applied Nano Materials 6, 9137 (2023).
[4] G. Csaba and W. Porod. Coupled oscillators for computing: A review and perspective. Applied Physics Reviews 7, 011302 (2020).
[5] E. Corti et al, Scaled resistively-coupled VO₂ oscillators for neuromorphic computing. Solid-State Electronics 168, 107729. (2020).