Исследование свойств филаментов в структурах на основе HfO$_2$ при помощи атомно-силовой микроскопии с измерением проводимости

Представлены результаты исследования переключения в структурах Pt/HfO$_2$/HfO$_x$N$_y$/TiN, Pt/HfO$_2$/TaO$_x$N$_y$/TiN и Pt/Al$_2$O$_3$/HfO$_2$/TaO$_x$N$_y$/TiN, в которых оксидные слои наносились атомно-слоевым осаждением. С помощью атомно-силовой микроскопии с измерением проводимости продемонстрировано образование проводящих филаментов во всех трех структурах. Также продемонстрирован полный цикл резистивного переключения в данных структурах зондом микроскопа. Изучены свойства филаментов, сформированных при различных электрических напряжениях между зондом и нижним электродом, представлены распределения чисел филаментов по проводимости и размеру. Произведено сравнение характеристик исследуемых структур. Показано, что структура Pt/Al$_2$O$_3$/HfO$_2$/TaO$_x$N$_y$/TiN имеет наибольший потенциал использования в резистивной памяти с произвольным доступом.