Development of nanometer scale resistive switching memory devices  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
128534
Type K
Principal investigator Halbritter, András
Title in Hungarian Nanométeres skálájú rezisztív kapcsoló memóriaeszközök fejlesztése
Title in English Development of nanometer scale resistive switching memory devices
Keywords in Hungarian nanotechnológia, memrisztor, nanofabrikálás, neuromorfikus számítástechnika
Keywords in English nanotechnology, memristor, nanofabrication, neuromorphic computing
Discipline
Electronic Devices and Technologies (Council of Physical Sciences)100 %
Panel Informatics and Electrical Engineering
Department or equivalent Department of Physics (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Csontos, Miklós
Mezei, Gréta
MIHÁLY, György
Nyáry, Anna
Pósa, László
Volk, János
Starting date 2018-09-01
Closing date 2023-10-31
Funding (in million HUF) 47.788
FTE (full time equivalent) 12.63
state running project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A projekt keretében chipen kialakított rezisztív kapcsoló memóriák fejlesztésével foglalkoztunk. Elektronsugaras litográfia és vékonyréteg-leválasztási módszerek alkalmazásával síkbeli elrendezésű és keresztvonalas vertikális elrendezésű eszközöket fejlesztettünk SiO2, Ta2O5, Nb2O5, VO2 vékonyrétegek felhasználásával. Ezen anyagcsaládok nem illékony (SiO2, Ta2O5, Nb2O5) illetve illékony (VO2) rezisztív kapcsolási jelenségeket mutatnak, amely alapján jól használhatók mesterséges szinapszisként, illetve mesterséges neuronként neuromorfikus áramkörökben. A fejlesztett eszközök működési tulajdonságait időfelbontott rezisztív kapcsolási mérésekkel, zajmérésekkel, anyagvizsgálati módszerekkel és végeselem szimulációkkal vizsgáltuk. SiO2 rezisztív kapcsolókban a kapcsolási dinamika statisztikai analízisével rámutattunk a bekapcsolási folyamat nukleációvezérelt jellegére, VO2 rezisztív kapcsolókban egy kombinált elektrotermikus modellel írtuk le a kapcsolás folyamatát, míg anyag és vezetőképességfüggő zajméréseink fontos szempontokat nyújtottak a rezisztív kapcsoló eszközök zajtervezéséhez. Számítógépes szimulációk segítségével javaslatot tettünk a fejlesztett eszközök komplex neuromorfikus áramkörökben történő felhasználására.
Results in English
The project focused on the development of on-chip resistive memory devices. By using electron beam lithography and thin film deposition techniques, devices with planar layouts and cross-point vertical layouts were developed using SiO2, Ta2O5, Nb2O5, VO2 thin films. These material systems exhibit non-volatile (SiO2, Ta2O5, Nb2O5) and volatile (VO2) resistive switching phenomena that can be utilized as artificial synapses and artificial neurons in neuromorphic circuits, respectively. The functional properties of the developed devices were investigated by time-resolved resistive switching measurements, noise measurements, material characterization methods and finite element simulations. In SiO2 resistive switches, statistical analysis of the switching dynamics revealed the nucleation-driven nature of the set process, in VO2 resistive switches the switching process was described by a combined electrothermal model, while our material- and conductance-dependent noise measurements provided important aspects for the noise design of the resistive switching devices. Computer simulations were used to propose applications of the developed devices in complex neuromorphic circuits.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=128534
Decision
Yes





 

List of publications

  
Török, Tímea Nóra ; Fehérvári, János Gergő ; Mészáros, Gábor ; Pósa, László ; Halbritter, András: Tunable, Nucleation-Driven Stochasticity in Nanoscale Silicon Oxide Resistive Switching Memory Devices, ACS APPLIED NANO MATERIALS 5, 6691 (2022), 2022
Pósa László, Hornung Péter, Török Tímea Nóra, Schmid Sebastian Werner, Arjmandabasi Sadaf, Molnár György, Baji Zsófia, Dražić Goran, Halbritter András, Volk János: Interplay of Thermal and Electronic Effects in the Mott Transition of Nanosized VO2 Phase Change Memory Devices, ACS APPLIED NANO MATERIALS 6: (11) pp. 9137-9147., 2023
Csontos M., Horst Y., Olalla N.J., Koch U., Shorubalko I., Halbritter A., Leuthold J.: Picosecond Time-Scale Resistive Switching Monitored in Real-Time, ADVANCED ELECTRONIC MATERIALS 9: (6) 2201104, 2023
B. Sánta, Z. Balogh, A. Gubicza, L. Pósa, D. Krisztián, Gy. Mihály, M. Csontos, A. Halbritter: Universal 1/f type current noise of Ag filaments in redox-based memristive nanojunctions, NANOSCALE 11 pp. 4719-4725, 2019
Török, Tímea Nóra; Csontos, Miklós; Makk, Péter; Halbritter, András: Breaking the Quantum PIN Code of Atomic Synapses, NANO LETTERS 20, 1192 (2020), 2020
Sánta, B ; Molnár, D ; Haiber, P ; Gubicza, A ; Szilágyi, E ; Zolnai, Zs ; Halbritter, A ; Csontos, M: Nanosecond resistive switching in Ag/AgI/PtIr nanojunctions, BEILSTEIN JOURNAL OF NANOTECHNOLOGY 11, 92 (2020), 2020
Nyáry, Anna ; Gubicza, Agnes ; Overbeck, Jan ; Pósa, László ; Makk, Péter ; Calame, Michel ; Halbritter, András ; Csontos, Miklós: A non-oxidizing fabrication method for lithographic break junctions of sensitive metals, Nanoscale Advances 2, 3829 (2020), 2020
Pósa, László ; Molnár, György ; Kalas, Benjamin ; Baji, Zsófia ; Czigány, Zsolt ; Petrik, Péter ; Volk, János: A Rational Fabrication Method for Low Switching-Temperature VO2, NANOMATERIALS 11, 212 (2021), 2021
Balogh, Zoltan ; Mezei, Gréta ; Pósa, László ; Sánta, Botond ; Magyarkuti, András ; Halbritter, András: 1/f noise spectroscopy and noise tailoring of nanoelectronic devices, NANO FUTURES 5, 042002 (2021), 2021
Pósa László, Hornung Péter, Török Tímea Nóra, Schmid Sebastian Werner, Arjmandabasi Sadaf, Molnár György, Baji Zsófia, Dražić Goran, Halbritter András, Volk János: Interplay of Thermal and Electronic Effects in the Mott Transition of Nanosized VO2 Phase Change Memory Devices, ACS APPLIED NANO MATERIALS 6: (11) pp. 9137-9147., 2023
B. Sánta, Z. Balogh, A. Gubicza, L. Pósa, D. Krisztián, Gy. Mihály, M. Csontos, A. Halbritter: Universal 1/f type current noise of Ag filaments in redox-based memristive nanojunctions, NANOSCALE 11 pp. 4719-4725, 2019
Török, Tímea Nóra; Csontos, Miklós; Makk, Péter; Halbritter, András: Breaking the Quantum PIN Code of Atomic Synapses, NANO LETTERS 20, 1192 (2020), 2020
Sánta, B ; Molnár, D ; Haiber, P ; Gubicza, A ; Szilágyi, E ; Zolnai, Zs ; Halbritter, A ; Csontos, M: Nanosecond resistive switching in Ag/AgI/PtIr nanojunctions, BEILSTEIN JOURNAL OF NANOTECHNOLOGY 11, 92 (2020), 2020
Nyáry, Anna ; Gubicza, Agnes ; Overbeck, Jan ; Pósa, László ; Makk, Péter ; Calame, Michel ; Halbritter, András ; Csontos, Miklós: A non-oxidizing fabrication method for lithographic break junctions of sensitive metals, Nanoscale Advances 2, 3829 (2020), 2020
Sánta, B ; Molnár, D ; Haiber, P ; Gubicza, A ; Szilágyi, E ; Zolnai, Zs ; Halbritter, A ; Csontos, M: Nanosecond resistive switching in Ag/AgI/PtIr nanojunctions, BEILSTEIN JOURNAL OF NANOTECHNOLOGY 11, 92 (2020), 2020
Nyáry, Anna ; Gubicza, Agnes ; Overbeck, Jan ; Pósa, László ; Makk, Péter ; Calame, Michel ; Halbritter, András ; Csontos, Miklós: A non-oxidizing fabrication method for lithographic break junctions of sensitive metals, Nanoscale Advances 2, 3829 (2020), 2020
Sánta Botond, Balogh Zoltán, Pósa László, Krisztián Dávid, Török Tímea Nóra, Molnár Dániel, Sinkó Csaba, Hauert Roland, Csontos Miklós, Halbritter András: Noise Tailoring in Memristive Filaments, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES XXXX: (XXX) acsami.0c21156, 2021
Balogh Zoltan, Mezei Gréta, Pósa László, Sánta Botond, Magyarkuti András, Halbritter András: 1/f noise spectroscopy and noise tailoring of nanoelectronic devices, NANO FUTURES 5, 042002 (2021), 2021
Pósa, László ; Molnár, György ; Kalas, Benjamin ; Baji, Zsófia ; Czigány, Zsolt ; Petrik, Péter ; Volk, János: A Rational Fabrication Method for Low Switching-Temperature VO2, NANOMATERIALS 11, 212 (2021), 2021
Balogh, Zoltan ; Mezei, Gréta ; Pósa, László ; Sánta, Botond ; Magyarkuti, András ; Halbritter, András: 1/f noise spectroscopy and noise tailoring of nanoelectronic devices, NANO FUTURES 5, 042002 (2021), 2021
Nyáry A., Balogh Z., Vigh M., Sánta B., Pósa L., Halbritter A.: Voltage-time dilemma and stochastic threshold-voltage variation in pure-silver atomic switches, PHYSICAL REVIEW APPLIED 21: (1) 014027, 2024




 

Events of the project

  
2019-12-12 15:54:29
Résztvevők változása



Back »