ЕЛЕКТРИЧНЕ ПЕРЕМИКАННЯ В СКЛОКЕРАМІЧНИХ СТРУКТУРАХ НА ОСНОВІ ДІОКСИДУ ВАНАДІЮ

Автор(и)

  • В. Р. Колбунов Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Україна https://orcid.org/0000-0003-0430-1591
  • М. П. Трубіцин Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Україна https://orcid.org/0000-0001-7993-7733
  • А. О. Дяченко Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Україна

DOI:

https://doi.org/10.18524/1815-7459.2024.1.300025

Ключові слова:

склокераміка, VO2, електричне перемикання

Анотація

В роботі вивчено зміни електричного струму під час перемикання зразків склокераміки на основі діоксиду ванадію зі стану з великим опором (off-state) у стан із малим опором (on-state) і зворотно. Затримка переходу з off-state в on-state, при застосуванні до зразка склокераміки перемикаючої напруги U0, пов’язана з часом tdon, необхідним для його розігріву до температури фазового переходу метал-напівпровідник у VO2. Час затримки tdon зменшується зі зростанням U0. Встановлено, що затримку зворотного переходу з on-state в off-state контролює шнур струму, в межах якого кристаліти VO2 склокераміки перебувають у металевій фазі. Час затримки tdoff цього переходу визначає час, упродовж якого в зразку VO2-склокераміки існує шнур струму після вимкнення напруги U0. Величина tdoff зростає при збільшенні U0.

Посилання

W. Bruckner, H. Opperman, W. Reihelt, J. I. Terukow, F. A. Tschudnowski, E. Wolf. Vanadiumoxide: Darstellung, Eigenschaften, Anwendung. Akademie-Verlag, Berlin. 252 s. (1983).

X. Gao, C. M. M. Rosário; H. Hilgenkamp. Multi-level operation in VO2-based resistive switching devices // AIP Advances, 12, p. 015218 (2022).

K. Liu, S. Lee, S. Yang, O. Delaire, J. Wu. Recent progresses on physics and applications of vanadium dioxide // Materials Today, 21(8), pp. 875–896 (2018).

V. R. Kolbunov, A. I. Ivon, I. M. Chernenko. Conductivity of VO2-based ceramics // J. Mater. Sci: Mater. Electron., 17(1), pp. 57–62 (2006).

Z. A. Umar, R. Ahmed, H. Asghar, U. Liaqat, A. Fayyaz. VO2 thin film based highly responsive and fast VIS/IR photodetector // Materials Chemistry and Physics, 290(15), p. 126655 (2022).

H. Zhang, Zh. Wu, C. Wang, Y. Sun. VO2 film with small hysteresis width and low transition temperature // Vacuum, 170, p. 108971 (2019).

A. Pergament, G. Stefanovich, V. Malinenko, A. Velichko. Electrical switching in thin film structures based on transition metal oxides // Adv. Condens. Matter Phys., 26, p. 654840 (2015).

D. Li, A. A. Sharma, D. K. Gala et al. Joule heating-induced metal-insulator transition in epitaxial VO2/TiO2 devices // ACS Applied Materials & Interfaces, 8, pp. 12908–12914 (2016).

B. Walls, O. Murtagh, S. I. Bozhko et al. VOx phase mixture of reduced single crystalline V2O5 : VO2 resistive switching // Materials, 15(21), p. 7652 (2022).

G. M. Liao, S. Chen, L. L. Fan et al. Dynamically tracking the joule heating effect on the voltage induced metal-insulator transition in VO2 crystal film // AIP Advances, 6, p. 045014 (2016).

E. Janod, J. Tranchant, B. Corraze, et al. Resistive switching in mott insulators and correlated systems // Adv. Funct. Mater, 25, p. 6287 (2015).

A. Rana, C. Li, G. Koster et al. Resistive switching studies in VO2 thin films // Sci. Rep. 10, p. 3293 (2020).

I. P. Radu, B. Govoreanu, S. Mertens et al. Switching mechanism in two-terminal vanadium dioxide devices // Nanotechnology, 26, p. 165202 (2015).

J. Fraden. Handbook of Modern Sensors. Physics, Designs and Applications. Springer International Publishing, Switzerland. 663 p. (2016).

A. I. Ivon, I. M. Chernenko, V. R. Kolbunov et al. The size effect in current-voltage characteristic of VO2-based ceramics in the on-state // J. Mater. Sci: Mater Electron., 18, pp. 1009–1012 (2007).

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-03-27

Номер

Том 21 № 1 (2024)

Розділ

Матеріали для сенсорів

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Авторське право переходить Видавцю.