Κατασκευή και χαρακτηρισμός νανοδιατάξεων μνήμης (ReRAM) - Σακελλαρόπουλος, Διονύσιος (Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, 2018)
Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας μελετήθηκε η απόδοση διατάξεων εναλλαγής αντίστασης που μπορούν να λειτουργήσουν ως στοιχεία μη-πτητικών μνημών. Οι διατάξεις είναι δομής MIM (μέταλλο – μονωτής - μέταλλο) κατασκευασμένες από λεπτά υμένια χρυσού (Au), οξειδίου του τιτανίου (TiOx), φτωχότερου σε οξυγόνο σε σχέση με το στοιχειομετρικό, τιτανίου (Ti) και οξειδίου του αλουμινίου (Al2O3). Συγκεκριμένα κατασκευάστηκαν διατάξεις με ενσωματωμένους νανοκρυστάλλους πλατίνας (Pt) εντός bilayer TiO2-x/TiO2-y, αλλά και άλλες για σύγκριση Al2O3 και TiO2-x/Al2O3. Η θέση των νανοκρυστάλλων εντός του διηλεκτρικού επηρεάζει τις ηλεκτρικές ιδιότητες της διάταξης. Η ύπαρξη των νανοκρυστάλλων ενισχύει τοπικά το ηλεκτρικό πεδίο και επηρεάζει τις παραμέτρους εναλλαγής. Φάνηκε πως ανάλογα με τη θέση τους δύναται να ρυθμιστεί το παράθυρο μνήμης, η κατανάλωση ισχύος, αλλά και να βελτιωθεί η ομοιομορφία σε σχέση με το δείγμα αναφοράς. Οι επιδόσεις δύο συγκεκριμένων δειγμάτων τα καθιστούν ιδανικά για εφαρμογές δομών μεγάλης πυκνότητας, λαμβάνοντας υπόψιν και την αυτό-ανόρθωση/μη-γραμμικότητα που εμφάνισαν. Επίσης, εξετάστηκε η απόδοση διατάξεων με Al2O3 ως ενεργό υλικό μνήμης. Ελέγχθηκε η δυνατότητα ενσωμάτωσης TiO2-x κάτω από την αλουμίνα. Η βελτιωμένη απόδοση που παρουσίασε η συγκεκριμένη διάταξη την καθιστά ενδεχόμενη λύση του προβλήματος των υψηλών ρευμάτων των βασισμένων σε Al2O3 διατάξεων μνήμης. Η στοχαστική φύση σχηματισμού των αγώγιμων δρόμων στα άμορφα υλικά, όμως, φαίνεται πως είναι το κύριο αίτιο της συνεχιζόμενης ανομοιομορφίας των αποτελεσμάτων. Μέσω του πιθανού συνδυασμού των αποτελεσμάτων των δύο ομάδων-δειγμάτων είναι δυνατή η περαιτέρω βελτιστοποίηση της απόδοσης των ReRAM. Όλα τα δείγματα εμφάνισαν γρήγορους χρόνους εναλλαγής και οι στόχοι βάσει των οποίων σχεδιάστηκαν τα δείγματα φάνηκε πως επετεύχθησαν.