Введение
1 Литературный обзор 13
1.1 Разработанная энергонезависимая электронная память 13
1.2 Оксидная память на основе эффекта резистивного переключения 17
1.3 Эксперименты и модельные представления механизма ReRAM памяти на основе оксида никеля 20
1.4 Обзор физических параметров составляющих структуру
1.4.1 Никель 42
1.4.2 Оксид никеля 45
1.4.3 Платина 1.5 Перенос атомов, ионов, и их вакансий в NiO 50
1.6 Выводы по обзору 56
2 Данные эксперимента. аналитические оценки упрощенных моделей 60
2.1 Экспериментальное исследование Pt/NiO/Pt структуры 60
2.2 Аналитические оценки процессов электроформовки и переключения 64
2.1.1 Стационарное распределение температуры 65
2.1.2 Нестационарное распределение температуры. Оценка времени растекания тепла в структуре (например, после пробоя) 69
2.1.3 Оценка времени разряда межэлектродной емкости при формовке 71
2.1.4 Упрощенная аналитическая модель распространения тепла с плавлением окружающего диэлектрика и расширением тонкого цилиндрического канала с током 71
2.1.5 Аналитические оценки диффузионного режима окисления 75
2.1.6 Выводы по аналитическим оценкам 81
3 Методика численного моделирования 83
3.1 Постановка задачи. Исходные уравнения 83
3.2 Дискретизация расчетной области и производных. Граничные условия 84
3.3 Разработка методики ускоренного (экономического) численного решения уравнения теплопроводности 89
3.4 Значения параметров составляющих структуру. Безразмерный вид параметров и переменных. Компьютерные переменные 96
4 Моделирование перехода в низкоомное состояние при пробое структуры Pt/NiO/Pt 99
4.1 Исходные предположения. Постановка задачи 99
4.2 Алгоритм счета 101
4.3 Результаты вычислений 104
4.4 Приближенные аналитические аппроксимации 112
4.5 Сравнение с упрощенными моделями и экспериментами 115
4.6 Выводы по главе 4 118
5 Моделирование диффузионного механизма окисления проводящего канала в переключательной структуре с памятью Pt/NiO/Pt 119
5.1 Исходные положения. Система уравнений 119
5.2 Алгоритм вычислений 121
5.3 Результаты вычислений 123
5.4 Выводы по главе 5 132
Заключение 134
Приложение 1. 140
Приложение 2. 150
Приложение 3. 160
1. Исходные уравнения. Аналитическое решение 161
2. Метод верхней релаксации 162
3. Метод переменных направлений 163
4. Трехслойный явный метод «ромб» 164
5. Перемежающий метод 165
6. Результаты вычислений 165
Приложение 4. 170
Список используемой литературы: 175
