NANOSYSTEMS: PHYSICS, CHEMISTRY, MATHEMATICS, 2021, 12 (6), P. 783–791
Study of the resistive switching and electrode degradation in Al/TiO2/FTO thin films upon thermal treatment in reducing atmosphere
G. A. Illarionov – ITMO University, Kronverkskiy prosp., 49, St. Petersburg, 197101, Russia
D. S. Kolchanov – ITMO University, Kronverkskiy prosp., 49, St. Petersburg, 197101, Russia
V.V. Chrishtop – ITMO University, Kronverkskiy prosp., 49, St. Petersburg, 197101, Russia
I. A. Kasatkin – Saint Petersburg State University, Universitetskaya nab. 7-9, St. Petersburg, 199034, Russia
A.V. Vinogradov – ITMO University, Kronverkskiy prosp., 49, St. Petersburg, 197101, Russia
M. I. Morozov – ITMO University, Kronverkskiy prosp., 49, St. Petersburg, 197101, Russia; morozov@scamt-itmo.ru
Application of sol-gel derived titania nanoparticles in memristive thin film devices has been a subject of several studies. The reported data on the functional properties and stability of such devices scatter considerably. Meanwhile, the role of post-fabrication treatment, such as annealing in reducing atmosphere, is still poorly investigated for this class of devices. In this study, the effects of thermal annealing in a reducing atmosphere on the resistive switching behavior and the morphological changes of the top electrode during the electroforming process have been systematically addressed for the samples of Al/TiO2/FTO thin film memristors prepared using sol-gel derived titania. Manifestations of several phenomena affecting the functional stability of these thin films, such as electrode delamination and collapse due to formation of gas bubbles, appearance of electrochemical patterns at the electrode surface, and morphological changes induced by the electroforming process have been systematically established in relation with the various conditions of thermal treatment in a reducing atmosphere.
Keywords: TiO2, memristors, electrode degradation.
PACS 81.40.Rs, 73.50.-h
DOI 10.17586/2220-8054-2021-12-6-783-791
[In Russian] Г.А. Илларионов, Д.С. Колчанов, В.В. Кристоп, И.А. Касаткин, А.В. Виноградов, М. И. Морозов
Исследование резистивного переключения и деградации электродов в тонких пленках Al/TiO2/FTO при термообработке в восстановительной атмосфере
Применение наночастиц диоксида титана, полученных из золь-геля, в мемристивных тонкопленочных устройствах было предметом нескольких исследований. Сообщаемые данные о функциональных свойствах и стабильности таких устройств значительно разбросаны. Между тем роль постобработки, такой как отжиг в восстановительной атмосфере, для этого класса устройств еще мало изучена. В этом исследовании влияние термического отжига в восстановительной атмосфере на поведение резистивного переключения и морфологические изменения верхнего электрода в процессе гальванопластики было систематически рассмотрено для образцов Al/TiO2/FTO, приготовленные с использованием золь-гелевого диоксида титана. Проявления нескольких явлений, влияющих на функциональную стабильность этих тонких пленок, таких как расслоение электрода и коллапс из-за образования пузырьков газа, появление электрохимических узоров на поверхности электрода и морфологические изменения, вызванные процессом гальванопластики, были систематически установлены в связи с различные условия термической обработки в восстановительной атмосфере.
Ключевые слова: TiO2, мемристоры, электродная деградация.
