Resistive Switching in Mott Insulators and Correlated Systems

Abstract

International audienceResistive random access memories (ReRAM) form an emerging type of non-volatile memories, based on an electrically driven resistive switching (RS) of an active material. This Feature Article focuses on a broad class of ReRAM where the active material is a Mott insulator or a correlated system. These materials can indeed undergo various insulator-to-metal transitions (IMT) in response to external perturbations such as electronic doping or temperature. These IMT explain most of resistive switching observed in correlated insulators as, for example, the Joule heating induced RS in VO2. The main part of this Feature Article is dedicated to a new mechanism of resistive switching recently unveiled in canonical Mott insulators such as (V1-xCrx)2O3, NiS2-xSex and AM4Q8 (A = Ga, Ge; M = V, Nb, Ta, Mo; Q = S, Se, Te). In these narrow gap Mott insulators, an electronic avalanche breakdown induces a resistive switching, first volatile above a threshold electric field of a few kV/cm and then non-volatile at higher field. The low resistance state is related to the creation of granular conductive filaments, which, in the non-volatile case, can be erased by means of Joule heating. ReRAM devices based on this new type of out of equilibrium Mott insulator-to-metal transition display promising performances

Field-Driven Mott Gap Collapse and Resistive Switch in Correlated Insulators

“…Experimental evidences for such an appealing field-driven resistive switch have been recently found in several Mott insulators [5][6][7][8][9][10][11][12] and Mott-based devices [13,14]. Remarkably, these experiments ubiquitously report a whole novel scenario for the electric breakdown that cannot be reconciled with the standard Landau-Zener description.…”

Динамика Развития Канала Переключения В Планарных Структурах На Основе Диоксида Ванадия

“…Электрическое переключение (ЭП) в пленках диокси-да ванадия, обнаруженное еще в начале 70-х годов [1], было и остается предметом многочисленных исследова-ний [2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12]. В работах [1][2][3] высказывалась идея о том, что ЭП в рассматриваемых объектах связан с присущим диоксиду ванадия фазовым переходом " металл-полупро-водник" (ФПМП).…”

“…В работах [1][2][3] высказывалась идея о том, что ЭП в рассматриваемых объектах связан с присущим диоксиду ванадия фазовым переходом " металл-полупро-водник" (ФПМП). Развитию этой идеи, как и других предлагаемых моделей переключения [8][9][10][11][12], может спо-собствовать установление динамики процесса.…”

“…В работах [1-3] высказывалась идея о том, что ЭП в рассматриваемых объектах связан с присущим диоксиду ванадия фазовым переходом " металл-полупро-водник" (ФПМП). Развитию этой идеи, как и других предлагаемых моделей переключения [8][9][10][11][12], может спо-собствовать установление динамики процесса.Недостаточность знаний о процессах, определяющих процесс переключения, сдерживает достижения практи-чески значимых результатов. В настоящее время эта проблема существенно актуализировалась в связи с интересом, проявляемым к ЭП в диоксиде ванадия как перспективному материалу для создания элементов простейших релаксационных генераторов -прототипов нейроосцилляторов (элементов осцилляторных нейрон-ных сетей) [13,14], а также как модельному объекту исследований в нелинейной и хаотической динамике.…”

Effects of W6+ Doping on Structure and Electrical Property of VO² (A) Thin Film

“…The phase transition accompanied with abrupt several orders of magnitude changes in optical and electrical properties [3]. All these properties make VO 2 a promising candidate for a variety of applications, such as smart windows [4], infrared uncooled bolometer, optical and electrical switching [5], sensor devices, modulators and memory devices [6].…”