FOR 2093

B2: Nanostruktur von Materialien für memristive Schaltvorgänge

Die chemische Zusammensetzung und die atomare Struktur der kleinsten Bausteine von neuartigen Memristoren sollen durch modernste und noch zu entwickelnde elektronenmikroskopische Methoden analysiert werden. Das Teilprojekt liefert grundlegende Einblicke in den Aufbau memristiver Schaltelemente und unterstützt somit das mikrostrukturelle Design von neuartigen Memristoren. Ein übergeordnetes Ziel der Untersuchungen bildet die Bestimmung des Zusammenhangs zwischen Mikrostruktur und memristivem Schaltvorgang und somit die Charakterisierung des Schaltmechanismus. In diesem Zusammenhang gliedern sich die wissenschaftlichen Untersuchungen in zwei synergistisch eng verbundene Themenblöcke. Im Falle der ex-situ Untersuchungen werden die Memristoren vor, sowie nach einer variablen Zahl von memristiven Schaltvorgängen analysiert. Die strukturellen und chemischen Änderungen, die im Verlauf des memristiven Schaltens auftreten, werden quantitativ charakterisiert, so dass der prinzipielle Schaltmechanismus und potentielle Versagensmechanismen zweifelsfrei identifiziert werden können. Weiterhin werden in-situ mikroskopische Methoden unter Verwendung von neuartigen Probenhaltern entwickelt, die speziell für die Analyse von Memristoren ausgelegt werden. Der Einsatz des neuen Systems soll höchst reproduzierbare Daten zu den elektrischen Eigenschaften von Memristoren liefern und erlaubt außerdem simultane in-situ Heizexperimente mit exzellenter Auflösung. Somit kann eine zeitaufgelöste Analyse der mikrostrukturellen Veränderungen während des memristiven Schaltens ermöglicht werden, und es können Aussagen bezüglich definierter Zwischenstufen und somit zum zeitaufgelösten Schaltmechanismus der neuartigen Memristoren getroffen werden.