Nanométeres skálájú memrisztorok kapcsolási dinamikájának kísérleti vizsgálata

Gubicza Ágnes Msc II. évf.

Konzulensek: Dr. Halbritter András és Dr. Csontos Miklós, BME Fizika Tanszék

Összefoglaló néven memrisztornak nevezzük az olyan passzív áramköri elemeket, amelyek ellenállásának értéke függ a rajtuk korábban átfolyt töltés mennyiségétől. Ebből következően feszültség-áram karakterisztikájuk hiszterézist mutat. A jelenség létét elméletben már a hetvenes évek elején megjósolták [1], napjaink érdeklődését a 2008-ban megvalósított titán-oxid nanoszerkezet váltotta ki [2]. A memrezisztív tulajdonságokkal bíró anyagok alkalmazása a számítástechnikában vagy a neurális hálózatok modellezésében nagy előrelépéssel kecsegtet.

A BME Fizika Tanszékének laboratóriumában az elmúlt időszakban Ag2S nanoszerkezetek kapcsolási jelenségeit vizsgálták [3]. Nanométeres skálájú kontaktusok jól reprodukáló kapcsolást mutattak kis és nagy ellenállású állapotok között pozitív illetve negatív küszöbfeszültség hatására. Andrejev-spektroszkópiával vizsgálták a kialakuló vezetési csatornák számát és transzmisszióját.

Munkám során egy új berendezést fejlesztettem, ami alkalmas a kapcsolások dinamikájának gyors mérésére szobahőmérsékleten. A mintatartóban a tű rögzített, a vizsgálandó minta mozgatása pedig tisztán piezoelektromos mozgatókkal történik. Az így létrehozott kontaktusok stabilitása nagy, ezért az ellenállás-változás rövid és hosszú távú vizsgálatára is alkalmas. A minta és a tű egy zárt térfogatban helyezkedik el, a mérések vákuumban vagy tetszőleges védőgázban végezhetők.

Az elkészült berendezéshez egy mérésvezérlő programot írtam, ami képes a piezoelektromos mozgatókat irányítani, automatikusan kontaktust keresni, a feszültség-áram karakterisztikákat tetszőleges amplitúdóval felvenni, ábrázolni és menteni.

A mérőműszer segítségével különböző módon létrehozott kontaktusokat, és a kapcsolás dinamikáját vizsgáltam.

Irodalom:

1. Chua L.O., „Memristor – the missing circuit element”, IEEE Trans. Circuit Theory, 18, 507-519 (1971).

2. D. B. Strukov, G. S. Snider, D. R. Stewart, R. S. Williams , „The missing memristor found”, Nature, Vol. 453, 80 (2008)

3. A. Geresdi, „Local probing of electronic transport with point contact Andreev reflection measurements”, PhD thesis, BME (2011)

szerző

Gubicza Ágnes
fizikus
nappali

konzulensek

Dr. Halbritter András
tanszékvezető, egyetemi tanár, Fizika Tanszék
Dr. Csontos Miklós
tudományos munkatárs, Fizika Tanszék