Memristor kinetics and diffusion characteristics for mixed anionic-electronic SrTiO3-δ bits: The memristor-based cottrell analysis connecting material to device performance

Advanced Functional Materials

Volumn 24, Issue 47, 2014, Pages 7448-7460

  Messerschmitt, Felix ^a   Kubicek, Markus ^a   Schweiger, Sebastian ^a   Rupp, Jennifer L M ^a  

^a ETH ZURICH   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHRONOAMPEROMETRY; DEFECTS; DIFFUSION; DIGITAL STORAGE; ELECTRIC SWITCHES; KINETICS; MEMRISTORS; OXYGEN; OXYGEN VACANCIES; PLATINUM; STRENGTH OF MATERIALS; STRONTIUM ALLOYS; SWITCHING SYSTEMS;

DIFFUSION CHARACTERISTICS; ELECTRONIC CARRIERS; MATERIAL CHARACTERISTICS; NEUROMORPHIC COMPUTING; OXYGEN DIFFUSION COEFFICIENTS; PERFORMANCE METRICS; RESISTIVE MEASUREMENTS; RESISTIVE SWITCHING;

PASSIVE FILTERS;

EID: 84917694486     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201402286     Document Type: Article

References (71)

1. International Technology Roadmap for Semiconductor Industry 2013(ITRS), http://www.itrs.net/, accessed February 14, 2014.
2. D. B. Strukov, G. S. Snider, D. R. Stewart, R. S. Williams, Nature 2009, 459, 80.
3. J. J. Yang, M. D. Pickett, X. M. Li, D. A. A. Ohlberg, D. R. Stewart, R. S. Williams, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 429.
4. L. O. Chua, IEEE Trans. Circuits Syst. 1971, Ct18, 507.
5. Y. Li, S. Long, Q. Liu, H. Lü, S. Liu, M. Liu, Chinese Sci. Bull. 2011, 56, 3072.
6. J. L. M. Rupp, P. Reinhard, D. Pergolesi, T. Ryll, R. Tolke, E. Traversa, Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 012101.
7. Rainer Bruchhaus, R. Waser, Thin Film Metal-Oxides Springer, 2010, 131.
8. Y. V. Pershin, M. Di Ventra, Adv. Phys. 2011, 60, 145.
9. A. A. Felix, J. L. M. Rupp, J. A. Varela, M. O. Orlandi, J. Appl. Phys. 2012, 112, 054512.
10. R. Muenstermann, T. Menke, R. Dittmann, R. Waser, Adv Mater 2010, 22, 4819.
11. J. Yao, L. Zhong, D. Natelson, J. M. Tour, Sci. Rep. 2012, 2, 242.
12. C. Yoshida, K. Tsunoda, H. Noshiro, Y. Sugiyama, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 223510.
13. M. J. Lee, C. B. Lee, D. Lee, S. R. Lee, M. Chang, J. H. Hur, Y. B. Kim, C. J. Kim, D. H. Seo, S. Seo, U. I. Chung, I. K. Yoo, K. Kim, Nat. Mater. 2011, 10, 625.
14. H. Y. Lee, Y. S. Chen, P. S. Chen, P. Y. Gu, Y. Y. Hsu, S. M. Wang, W. H. Liu, C. H. Tsai, S. S. Sheu, P. C. Chiang, W. P. Lin, C. H. Lin, W. S. Chen, F. T. Chen, C. H. Lien, M. J. Tsai, IEEE Int. Electron Devices Meeting 2010, 460.
15. S. Tappertzhofen, H. Mundelein, I. Valov, R. Waser, Nanoscale 2012, 4, 3040.
16. B. Reihl, J. G. Bednorz, K. A. Muller, Y. Jugnet, G. Landgren, J. F. Morar, Phys. Rev. B 1984, 30, 803.
17. R. Waser, R. Dittmann, G. Staikov, K. Szot, Adv. Mater. 2009, 21, 2632.
18. A. Rothschild, W. Menesklou, H. L. Tuller, E. Ivers-Tiffee, Chem. Mater. 2006, 18, 3651.
19. I. Denk, W. Münch, J. Maier, J. Am. Ceram. Soc. 1995, 78, 3265.
20. R. A. De Souza, V. Metlenko, D. Park, T. E. Weirich, Phys. Rev. B 2012, 85.
21. R. Merkle, J. Maier, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3874.
22. F. Aguesse, A. K. Axelsson, P. Reinhard, V. Tileli, J. L. M. Rupp, N. M. Alford, Thin Solid Films 2013, 539, 384.
23. I. Denk, J. Claus, J. Maier, J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 3526.
24. P. Lupetin, G. Gregori, J. Maier, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 10123.
25. G. Gregori, P. Lupetin, J. Maier, Ionic Mixed Cond. Ceram. 2012, 45, 19.
26. C. Ohly, S. Hoffmann-Eifert, X. Guo, J. Schubert, R. Waser, J. Am. Ceram. Soc. 2006, 89, 2845.
27. M. Schie, A. Marchewka, T. Muller, R. A. De Souza, R. Waser, J. Phys.-Condens. Mat. 2012, 24, 485002.
28. R. A. De Souza, J. Fleig, J. Maier, O. Kienzle, Z. Zhang, W. Sigle, M. Rühle, J. Am. Ceram. Soc. 2003, 86, 922.
29. J. L. M. Rupp, B. Scherrer, N. Schauble, L. J. Gauckler, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2807.
30. J. L. M. Rupp, B. Scherrer, L. J. Gauckler, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 11114.
31. B. Scherrer, S. Heiroth, R. Hafner, J. Martynczuk, A. Bieberle-Hutter, J. L. M. Rupp, L. J. Gauckler, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3967.
32. B. Yildiz, MRS Bull. 2014, 39, 147.
33. J. L. M. Rupp, Solid State Ionics 2012, 207, 1.
34. S. Schweiger, M. J. Kubicek, F. Messerschmitt, C. Murer, J. L. Rupp, ACS Nano 2014, 8, 5032.
35. S. Schweiger, F. Messerschmitt, J. L. M. Rupp, (ETH Zurich), Patent Application PCT/EP2014/001020, EU, 2013.
36. X. Guo, Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 152903.
37. S. Menzel, M. Waters, A. Marchewka, U. Bottger, R. Dittmann, R. Waser, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 4487.
38. X. W. Sun, G. Q. Li, L. Chen, Z. H. Shi, W. F. Zhang, Nanoscale Res. Lett. 2011, 6, 599.
39. R. Oligschlaeger, R. Waser, R. Meyer, S. Karthauser, R. Dittmann, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 042901.
40. C. Park, Y. Seo, J. Jung, D.-W. Kim, J. Appl. Phys. 2008, 103, 054106.
41. S. Saraf, M. Markovich, T. Vincent, R. Rechter, A. Rothschild, Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 022902.
42. D. J. Seong, M. Jo, D. Lee, H. Hwang, Electrochem. Solid. St. 2007, 10, H168.
43. D. Sacchetto, P. E. Gaillardon, M. Zervas, S. Carrara, G. De Micheli, Y. Leblebici, IEEE Circ. Syst. Mag. 2013, 13, 23.
44. P. E. Gaillardon, D. Sacchetto, G. B. Beneventi, M. H. Ben Jamaa, L. Perniola, F. Clermidy, I. O'Connor, G. De Micheli, IEEE Trans. Nanotechnol. 2013, 12, 40.
45. A. Sawa, Mater. Today 2008, 11, 28.
46. M. Janousch, G. I. Meijer, U. Staub, B. Delley, S. F. Karg, B. P. Andreasson, Adv. Mater. 2007, 19, 2232.
47. T. Menke, R. Dittmann, P. Meuffels, K. Szot, R. Waser, J. Appl. Phys. 2009, 106, 114507.
48. K. Szot, W. Speier, G. Bihlmayer, R. Waser, Nat. Mater. 2006, 5, 312.
49. C. Rodenbucher, W. Speier, G. Bihlmayer, U. Breuer, R. Waser, K. Szot, N. J. Phys. 2013, 15, 03017.
50. A. Leshem, E. Gonen, I. Riess, Nanotechnology 2011, 22, 254024.
51. D. Kalaev, I. Riess, Solid State Ionics 2013, 241, 17.
52. I. R. D. Kalaev, Solid State Ionics 2014, 262, 883.
53. D. B. Strukov, G. S. Snider, D. R. Stewart, R. S. Williams, Nature 2008, 453, 80.
54. J. E. B. Randles, Trans. Faraday Soc. 1948, 44, 327.
55. A. J. Bard, L. R. Faulkner, Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications Ch. 2, Wiley, New York, USA, 2001.
56. W. Wu, G. Y. Jung, D. L. Olynick, J. Straznicky, Z. Li, X. Li, D. A. A. Ohlberg, Y. Chen, S. Y. Wang, J. A. Liddle, W. M. Tong, R. S. Williams, Appl. Phys. A-Mater. 2005, 80, 1173.
57. T. Raja, S. Mourad, 2009 Int. Conf. Commun. Circ. Syst. Proc. 2009, 1-2, 939.
58. Y. A. Abramov, V. G. Tsirelson, V. E. Zavodnik, S. A. Ivanov, I. D. Brown, Acta Crystallogr. B 1995, 51, 942.
59. P. Plonczak, A. Bieberle-Hutter, M. Sogaard, T. Ryll, J. Martynczuk, P. V. Hendriksen, L. J. Gauckler, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2764.
60. S. Tappertzhofen, I. Valov, T. Tsuruoka, T. Hasegawa, R. Waser, M. Aono, ACS Nano 2013, 7, 6396.
61. T. Liu, Y. H. Kang, S. El-Helw, T. Potnis, M. Orlowski, Jpn. J. Appl. Phys. 2013, 52, 084202.
62. J. W. Park, M. K. Yang, K. Jung, J. K. Lee, IEEE Trans. Electron Dev. 2008, 55, 1782.
63. U. Balachandran, N. G. Eror, J. Solid State Chem. 1981, 39, 351.
64. E. J. Tarsa, E. A. Hachfeld, F. T. Quinlan, J. S. Speck, M. Eddy, Appl. Phys. Lett. 1996, 68, 490.
65. R. T. Thomas, J. Phys. D Appl. Phys. 1970, 3, 1434.
66. G. A. Cox, R. H. Tredgold, Br. J. Appl. Phys. 1965, 16, 427.
67. E. Deiss, Electrochim. Acta 2002, 47, 4027.
68. A. Hackmann, O. Kanert, Radiat. Eff. Defect Solids 1991, 119, 651.
69. D. B. Schwarz, H. U. Anderson, J. Electrochem. Soc 1975, 122, 707.
70. I. Denk, W. Munch, J. Maier, J. Am. Ceram. Soc 1995, 78, 3265.
71. S. Hirose, H. Niimi, K. Kageyama, A. Ando, H. Ieki, T. Omata, Jpn. J. Appl. Phys. 2013, 52, 045802.