Соглашение №14.584.21.0005
Тема: «Управляемый синтез мемристорных структур на основе наноразмерных композиций оксидов металлов путем осаждения атомных слоев»
Научный руководитель: В.В. Лучинин
Основные результаты проекта на этапе №1:
В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 22.08.2014 г. № 14.584.21.0005 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе №1 в период с 22.08. по 31.12.2014 г. выполнялись следующие работы:
1.1. Подготовлен аналитический обзор современной научно-технической литературы, затрагивающий научно-техническую проблему, исследуемую в рамках настоящей работы, в том числе обзор научных информационных источников, включающих статьи в ведущих зарубежных и российских научных журналах, монографии и патенты – не менее 15 научно-информационных источников за период 2009-2014 гг.
1.2. Разработана технология атомно-слоевого осаждения наноструктурированных слоев оксида алюминия (Al2O3) толщиной 30 - 300 нм.
1.3. Разработана технология высокотемпературного отжига (Т ≤ 600°С) образцов в вакууме и в кислородосодержащей среде.
1.4. Проведены комплексные исследования физико-химических (элементный состав, распределения элементов по глубине, морфология поверхности и микроструктура) тонких пленок оксида алюминия.
1.5. Созданы лабораторные образцы многослойных структур металл/ диэлектрик (оксид)/ металл, обладающих мемристорным эффектом.
1.6. Проведены электрофизические (ВАХ и ВФХ) измерения (эффекты переключения и памяти).
1.7. Приобретено специальное аналитическое оборудование для электрофизических исследований – анализатор параметров полупроводниковых структур.
1.8. Проведен рабочий семинар с японской стороной по обсуждению полученных результатов.
При этом были получены следующие результаты:
− аналитический обзор современной научно-технической литературы;
− описание технологии атомно-слоевого осаждения наноструктурированных слоев оксида алюминия;
− описание технологии высокотемпературного отжига;
− результаты физико-химических и электрофизических исследований тонких пленок оксида алюминия;
− акт об изготовлении лабораторных образцов;
− результаты электрофизических измерений лабораторных образцов;
− документы о приобретении оборудования;
− протокол рабочего семинара
Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.
Основные результаты проекта на этапе №2:
В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 22.08.2014 г. № 14.584.21.0005 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе №2 в период с 01.01. по 30.06.2015 г. выполнены следующие работы.
2.1 Созданы лабораторные образцы структур металл/оксид/металл при вариации материала и толщины пленок оксида, материала и площади верхних электродов.
2.2 Исследовано влияние геометрических факторов и материалов электродов на параметры эффектов переключения и памяти структур металл/оксид/металл с использованием электрофизических измерений (вольтамперные характеристики, стабильность параметров переключения).
2.3 Проведены патентные исследования в области мемристорных структур.
2.4 Проведен рабочий семинар с японской стороной по обсуждению полученных результатов.
2.5 Представлены результаты выполнения ПНИ на международной конференции
Японским партнером выполнены следующие работы.
2.6 Созданы структуры металл/оксид/металл при вариации материала (Ti, Ta, Nb) и толщины пленок оксида, материала и площади верхних электродов.
2.7 Исследовано влияние геометрических факторов и материалов электродов на параметры эффекта переключения и памяти структур металл/оксид/металл с использованием электрофизических измерений (вольтамперные характеристики, стабильность параметров переключения).
2.8 Проведен рабочий семинар с российской стороной по обсуждению полученных результатов.
2.9 Представлены результаты выполнения ПНИ на международной конференции.
При этом были получены следующие результаты:
- Созданы лабораторные образцы структур металл/оксид/металл при вариации материала и толщины пленок оксида, материала и площади верхних электродов.
- Исследовано влияние геометрических факторов и материалов электродов на параметры эффектов переключения и памяти структур металл/оксид/металл с использованием электрофизических измерений (вольтамперные характеристики, стабильность параметров переключения).
- Проведены патентные исследования в области мемристорных структур.
- Проведен рабочий семинар с японской стороной по обсуждению полученных результатов.
- Представлены результаты выполнения ПНИ на международной конференции
Полученные результаты соответствуют требованиям проекта. Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.
В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 22.08.2014 г. № 14.584.21.0005 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе №3 в период с 01.07. по 31.12.2015 г. выполнялись следующие работы:
3.1 Исследованы элементный состав, распределение элементов по глубине, микроструктуры тонких пленок оксидов металлов (Al, Ti, Hf) и структур на их основе с использованием методов растровой электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии, электронной Оже-спектроскопии, рентгеноспектрального микроанализа, электронографии, эллипсометрии, методов остро сфокусированного ионного пучка.
3.2 Изучены влияние температуры и рабочей среды (атмосфера, вакуум) на эффекты переключения и памяти с использованием результатов физико-химических исследований электрофизических измерений на базе созданного экспериментального комплекса.
3.3 Проведен рабочий семинар с японской стороной по обсуждению полученных результатов.
3.4 Представлены результаты выполнения ПНИ на международной конференции
Поданы заявки на:
- полезные модели "Переменный резистор" и "Установка для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников";
- изобретение "Способ получения полупроводникового карбидокремниевого элемента";
- регистрацию программы ЭВМ "Фрактальный треугольник".
Японским партнером выполнены следующие работы.
3.5 Исследованы элементный состав, распределение элементов по глубине, микроструктуры тонких пленок оксидов металлов (Ti, Ta, Nb) и структур на их основе.
3.6 Изучены влияние температуры и рабочей среды (атмосфера, вакуум) на эффекты переключения и памяти с использованием результатов физико-химических исследований электрофизических измерений.
3.7 Проведен рабочий семинар с российской стороной по обсуждению полученных результатов.
3.8 Представлены результаты выполнения ПНИ на международной конференции.
Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.
В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 22.08.2014 г. № 14.584.21.0005 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе №4 в период с 01.01. по 30.06.2016 г. выполнены следующие работы.
4.1 Исследован эффект переключения сопротивления в различных композициях мемристорных структур (Al, Ti, Hf), влияние толщины активного слоя и геометрических параметров мемристоров на скорость их переключения.
4.2 Проведены температурные исследования различных композиций мемристорных структур при большом количестве циклов переключения.
4.3 Проведен рабочий семинар с японской стороной.
4.4 Подготовлены и поданы заявки на патенты в области создания мемристорных структур.
4.5 Представлены результаты выполнения НИР на международной конференции
Японским партнером выполнены следующие работы.
4.6 Исследован эффект переключения сопротивления в различных композициях мемристорных структур (Ti, Ta, Nb), влияние толщины активного слоя и геометрических параметров мемристоров на скорость их переключения.
4.7 Проведены температурные исследования различных композиций мемристорных структур при большом количестве циклов переключения.
4.8 Проведен рабочий семинар с российской стороной.
4.9 Проведен патентный поиск в области создания мемристорных структур.
4.10 Представлены результаты выполнения НИР на международной конференции
Полученные результаты соответствуют требованиям проекта. Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом
В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 22.08.2014 г. № 14.584.21.0005 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе №5 в период с 01.07. по 31.12.2016 г. выполнялись следующие работы:
5.1 Разработана физико-химическая модель мемристора на основе оксидов Al, Ti, Hf как базового элемента энергонезависимой памяти на основе эффектов переключения сопротивления, включая обоснование механизма переключения и памяти.
5.2 Исследованы возможности оптимизации параметров мемристора (скорость переключение, энергопотребление, стабильность параметров, длительность хранения информации) и технологии его изготовления, как базового элемента памяти на основе эффектов переключения сопротивления.
5.3 Проведен рабочий семинар с японской стороной по обсуждению полученных результатов.
5.4 Представлены результаты выполнения НИР на международной конференции
Японским партнером выполнены следующие работы.
5.5 Разработана физико-химическая модель мемристора на основе оксидов Ti, Ta, Nb как базового элемента энергонезависимой памяти на основе эффектов переключения сопротивления, включая обоснование механизма переключения и памяти;
5.6 Подготовлено заключение о возможностях оптимизации модели мемристора (скорость переключение, энергопотребление, стабильность параметров, длительность хранения информации) и технологии его изготовления, как базового элемента памяти на основе эффектов переключения сопротивления;
5.7 Проведен рабочий семинар с японской стороной по обсуждению полученных результатов;
5.8 Представлены результаты выполнения НИР на международной конференции
При этом были получены следующие результаты:
- описание физико-химической модели мемристора как базового элемента энергонезависимой памяти;
- механизм эффекта резистивного переключения и модель мемристора, как базового элемента энергонезависимой памяти
