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Imagerie thermique in situ et haute résolution de dispositifs à résistance différentielle négative

Observation et analyse du phénomène de redistribution des lignes de courant au sein de dispositifs NDR à base d'oxyde de niobium par microscopie thermique à balayage (in situ SThM).

Les dispositifs à résistance différentielle négative (NDR pour Negative Differential Resistance) à base d’empilements Métal-Oxyde-Métal (MOM) représentent de bons candidats pour le développement de sélecteurs mémoire de haute densité et sont également envisagés pour des applications dans le domaine du calcul neuromorphique. Le fonctionnement de ces dispositifs repose sur des propriétés de transport électronique dépendantes de la température qui engendrent des phénomènes de redistribution des lignes de courant au sein de l’empilement. Le développement d’expériences de microscopie thermique à balayage sur des dispositifs NDR à base d’oxyde de niobium (NbOx) nous permet de mettre en évidence ce phénomène et de confirmer les théories existantes. Plus largement, les cartographies thermiques haute résolution ainsi obtenues nous permettent d’alimenter des modèles par éléments finis et nous ouvrent la voie vers une gestion thermique de la structure pour un contrôle global du fonctionnement du dispositif.

Contacts : Etienne Puyoo – , David Albertini – , Nicolas Baboux –

Référence :
« High Spatial Resolution Thermal Mapping of Volatile Switching in NbOx-Based Memristor Using In Situ Scanning Thermal Microscopy »
Sanjoy Kumar Nandi, Etienne Puyoo, Shimul Kanti Nath, David Albertini, Nicolas Baboux, Sujan Kumar Das, Thomas Ratcliff, and Robert G. Elliman
ACS Applied Materials & Interfaces – DOI: 10.1021/acsami.2c06870

Collaboration :
S.K. Nandi & R. Elliman, Department of Electronic Materials Engineering, Research School of Physics, Australian National University, Canberra

Caractérisation thermique de dispositifs NDR en fonctionnement. Le resserrement de la tâche thermique observé sur la figure est une signature du phénomène de redistribution des lignes de courant à l'origine du comportement NDR.