Metal-metal oksit-metal yapıların moleküler dinamiksimülasyon kullanarak memristif davranışlarının incelenmesi

Abstract

Nano boyuttaki malzemelerin makro ölçekteki davranışlarından farklılık göstermesi mühendislik uygulamalarında yeni yaklaşımlar doğmuştur. Deneysel çalışmalara destek olması nedeniyle nano ölçekte gerçekleşen olayları anlamak için klasik fizik yasalarına dayanan moleküler dinamik teknikleri kullanılmaktadır. Metal-Oksit-Metal yalıtkanların hafızalı direnç anahtarlama davranışını moleküler dinamik tekniklerle incelemek bu çalışmanın özünü oluşturmaktadır. Bu kapsamda TiO2 ve ZnO yapıları LAMMPS kullanılarak analiz edilmiştir. Ağ sabitleri ayarlandıktan sonra 8x8x6 nm boyutunda TiO2 ve ZnO yapıları oksijen boşlukları dahil edilerek oluşturulmuştur. Dışarıdan uygulanan alternatif elektrik alanı ile oksijen boşluklarının yapı içindeki hareketleri nedeniyle oluşan akım hesaplanmıştır. 5 tekrar ile histerezis davranış elde edilmiştir. Uygulanan elektrik alan döngülerinin artmasıyla, döngü altındaki alanın ve kaydedilen ortalama akım değerinin azaldığı ve direncin yükseldiği gösterilmiştir.

Differences from the behavior of nanoscale materials on the macro scale have resulted new approaches in engineering applications. Molecular Dynamics techniques based on classical physics laws are used to understand the events taking place at the nano scale due to the support of experimental studies.The purpose of this study is to investigate the memory resistance switching behavior of metal oxide insulators by molecular dynamics techniques.In this research, TiO2 and ZnO structures were analyzed using LAMMPS. After adjusting the network constants, TiO2 and ZnO structures of 8x8x6 nm were formed by including oxygen vacancies.The alternative electric field applied from the outside and the current caused by the movements of the oxygen vacancies within the structure were calculated. Hysteresis behavior was obtained with 5 cycles.It has been shown that with the increase of applied electric field loops, the area under the loop and the recorded average current value decreases and the resistance increases.