Описание проекта
В последнее время эффекты резистивного переключения в оксидных материалах, особенно в виде слоистых структур, рассматриваются в качестве элементов памяти нового поколения – мемристоров, имеющих ряд преимуществ: низкое энергопотребление, высокая плотность хранения и т.д. Особый интерес представляет резистивная память, в сочетании с магнитной, сегнетоэлектрической, ферромагнитной памятью и др. В связи с чем, использование для них материалов на основе мультиферроиков, в частности, феррита висмута, обусловлено их уникальными свойствами (сильной сегнетоэлектрической поляризацией и магнетизмом при комнатной температуре). Такие гибридные слоистые структуры, например, сочетающие слои «мультиферроик/сверхпроводник» (BiFeO3/YBa2Cu3O7-δ), демонстрируют интересное аномальное поведение электрических и магнитных свойств при низких температурах, обусловленное сверхпроводящим упорядочением и магнетизмом на границе раздела фаз.
Данный проект направлен на разработку метода изготовления тонкопленочных гибридных структур, обладающих мемристивными свойствами, на основе феррита висмута на поверхности сверхпроводящей пленки YBCO на кремниевой подложке.
Цель проекта – разработка технологии получения слоистой структуры состава BiFeO3/YBa2Cu3O7-δ/SiO2/Si и исследование ее мемристивных свойств.
Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- Получение наноструктурированной керамики YBCO;
- Получение пленок состава YBa2Cu3O7-δ /SiO2/Si методом магнетронного распыления и исследование их структуры и свойств;
- Оптимизация технологии осаждение феррита висмута на пленки YBCO/SiO2/Si методом атомно-слоевого осаждения;
- Изготовление пленок состава BiFeO3/ YBa2Cu3O7-δ /SiO2/Si;
- Исследование структуры и свойств полученной пленки.
В работе планируется использование экспериментальное исследование электрических и магнитных свойств для оценки возможности использования их в качестве мемристивных устройств.
Инновационность разработки заключается в получении сверхтонких слоев феррита висмута методом атомно-слоевого осаждения. Впервые будет предложена возможность воздействия магнитным полем на мемристивное переключение в структурах типа Me/BiFeO3/ YBa2Cu3O7-δ /SiO2/Si (Me: Pt, Ag). Воздействие магнитным полем происходит благодаря наличию свойственной электрической поляризации и ферромагнетизма феррита висмута. Получаемые по разрабатываемой технологии структуры, в отличие от известных аналогов, будут обладать мемристорным эффектом (характерным ВАХ), чувствительным к постоянному магнитному полю, не выше 11 кЭ. Полученные результаты и обнаруженные мемристивные эффекты в электрических и магнитных полях позволят использовать их в будущем в устройствах памяти.
