Влияние концентрации вакансий кислорода на параметры резистивного переключения в мемристорных структурах на основе ZrO$_2$(Y)

Исследовано влияние концентрации вакансий кислорода на параметры резистивного переключения в мемристорных структурах на основе диоксида циркония, стабилизированного иттрием (ZrO$_2$(Y)). Концентрация вакансий кислорода в объеме ZrO$_2$(Y) и в области резистивного переключения (интерфейс металл/диэлектрик) варьировалась за счет изменения концентрации легирующей примеси (8 или 12 mol.% Y$_2$O$_3$), а также изменения условий кислородного обмена вследствие использования разных материалов активного электрода, имеющих различную способность к окислению (Ta, W, Ru). Методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и проводящей атомно-силовой микроскопии установлено наличие области, насыщенной вакансиями кислорода, и образование в процессе изготовления мемристорных структур проводящих каналов, что позволяет создавать бесформовочные мемристоры. С помощью электрофизических измерений показано, что структуры на основе пленок ZrO$_2$(Y) с концентрацией Y$_2$O$_3$ 8 mol.% демонстрируют плавное резистивное переключение, меньший разброс токовых состояний и могут представлять интерес для нейроморфных приложений. Структуры с Ta- и W-электродом демонстрируют близкие параметры резистивного переключения и хорошие возможности КМОП-интеграции, тогда как структуры с Ru-электродом имеют параметры, несовместимые с требованиями КМОП.