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Matériaux de Mott à transition résistive

Marie-Paule Besland, Pierre-Yves Jouan, Collaboration Equipe PMN : Laurent Cario, Etienne Janod, Benoit Corraze, Chercheur contractuels PMN : Julien Tranchant, Doctorants : Michael Rodriguez Fano [2019- 2022]

Doctorant ayant soutenu : Madec Querré (2016)


Mott cross sectionSuite à la découverte réalisée à l’IMN, nous exploitons la possibilité d’induire par pulse électrique une transition résistive non volatile et réversible dans une vaste classe de matériaux : les matériaux de Mott [Brevets 2007, 2012].

Les propriétés de switch résistif induit par pulse électrique ont été validées sur des couches minces de GaV4S8 et V2O3:Cr (25-500 nm) obtenues par MS (Magnetron Sputtering) [Brevet 2009]. Ces matériaux sont maintenant considérés comme une technologie émergente pour des applications mémoires [Adv. Func. Mat., 2015] et neuromophiques [Adv. Func. Mat., 2017] : la technologie Mott-RAM.

Pour en savoir plus                                                      Revue sur les travaux IMN sur matériaux de Mott       
                                          Matériaux de Mott pour le neuromorphisme                        Propriétés de V203 :Cr en couche mince

Mots clés :                     Couches minces, pulvérisation magnétron, recuit en atmosphère contrôlée
Collaborations :            Réalisation de cible pour pulvérisation par SPS (Plateforme PNF2 Toulouse, CIRIMAT)

   

Les mémoires résistives ou RRAM utilisent des matériaux dont la résistance varie entre deux états haut et bas permettant de coder les 0 et 1 logiques de la mémoire. Nos travaux ont mis en évidence deux niveaux de résistance (Rbas et Rhaut) dans les matériaux de Mott déposés en couche mince, ces eux états sont non-volatiles, i.e. stables, permettant d’envisager du stockage de l’information.
Ainsi, la technologie mémoires Mott-RAM est basée sur une commutation résistive entre deux états stables et un mécanisme électronique confiné à l’échelle nanométrique, ce qui constitue un avantage considérable devant les technologies concurrentes (PCRAM or OxRAM).
La génération d’une transition résistive induite par champ électrique a été confirmée dans un oxyde en couche mince à taux d’oxygène contrôlé (V1‐xCrx)2O3 (thèse M. Querré [2016], collaboration RWTH). Dans le cadre de plusieurs projets de maturation soutenus par la SATT Grand Ouest, les performances ont ensuite été validées sur des prototypes avancés après intégration dans un procédé industriel (collaboration IMN-PMN/CEA‐Leti) et sont en cours de comparaison avec d’autres technologies mémoires dans le cadre du Projet Européen Nano2022 en collaboration avec IMN-PMN et STMicroelectronics.

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