Caracterización eléctrica y modelado de memorias no volátiles basadas en óxidos. - Ghenzi, Néstor (2014)
En este trabajo se presenta un estudio sobre la conmutación de la resistencia eléctrica en dispositivos formados por estructuras metal -óxido -metal. Se estudiaron dos óxidos paradigmáticos por el tipo de mecanismo que exhiben, la manganita La0.325Pr0.3Ca0.375MnO3 [LPCMO] y el óxido simple TiO2. En la primera parte de la Tesis se analizaron los mecanismos de la conmutación resistiva en dispositivos milimétricos basados en LPCMO cerámico a través de un enfoque teórico -experimental. A partir del entendimiento de la respuesta microscópica utilizando un modelo de migración de defectos, se interpretaron resultados experimentales novedosos con potencial uso tecnológico, como la reducción del umbral necesario para la conmutación, la optimización en el proceso de inicialización, el incremento en la durabilidad de los dispositivos y la mejora de la relación entre los valores de resistencia alta y baja. La segunda parte de la Tesis está dedicada a junturas metal -óxido -metal basadas en películas de TiO2 obtenido por técnicas de dip coating y sputtering reactivo. En este último caso se realizó la microfabricación de dispositivos, utilizando Au, Al y Cu para los electrodos, con áreas de hasta 4 x 4 um2. Se fabricaron arreglos de junturas de Au/TiO2/Al, y se caracterizaron sus procesos de inicialización y los dos modos de conmutación de la resistencia [unipolar y bipolar] obteniendo durabilidades de hasta 104 ciclos de conmutación y retentividades de hasta 105 segundos. Por otra parte se reformuló el modelo de migración de vacancias de oxígeno previamente usado en celdas basadas en manganitas, para reproducir los resultados experimentales obtenidos en dispositivos de TiO2 en configuración de corriente perpendicular al plano de la película. Asimismo, se estudiaron junturas de Au/TiO2/Cu con diferentes procesos de inicialización, encontrando que éstos determinan el tipo de filamento responsable de la conmutación resistiva. A partir de la capacidad implementada para la microfabricación de dispositivos con memoria permanente, se estudió su respuesta en presencia de irradiación con iones de oxígeno, y se desarrolló una plataforma para su estudio en condiciones aeroespaciales.