IrO_x/Al_2O_3/W構造を用いたH_2O_2/グルコースセンシングの理解を通してのスケーラブルクロスポイント抵抗スイッチングメモリと機構【Powered by NICT】

Chakrabarti Somsubhra; Maikap Siddheswar; Samanta Subhranu; Jana Surajit; Roy Anisha; Qiu Jian-Tai

文献

J-GLOBAL ID：201702262932003238 整理番号：17A1279059

IrO_x/Al_2O_3/W構造を用いたH_2O_2/グルコースセンシングの理解を通してのスケーラブルクロスポイント抵抗スイッチングメモリと機構【Powered by NICT】

Scalable cross-point resistive switching memory and mechanism through an understanding of H₂O₂/glucose sensing using an IrO_x/Al₂O₃/W structure

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資料名：
巻： 19 号： 38 ページ： 25938-25948 発行年： 2017年
JST資料番号： A0271C ISSN： 1463-9076 CODEN： PPCPFQ 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

pH/H₂O₂センシングと共にグルコース検出のためのスケーラブルなIrO_x/Al₂O₃/W交差点構造とその機構の抵抗スイッチング特性を初めて研究した。多孔質IrO_xとIr³⁺/Ir⁴⁺酸化状態を高分解能透過型電子顕微鏡,電界放出走査電子顕微鏡,およびX線光電子分光法により観測した。側壁接触における厚さ20nmのIrO_xデバイスは10μAの低電流コンプライアンス(CC),10μAから100μAまで変化するCCとマルチレベル動作,および100nsのパルス幅と>10⁹サイクルの長いプログラム/消去耐久性での連続的長期直流サイクルを示した。IrO_x/Al₂O₃/SiO₂/p-Si構造における2nmの厚さを持つIrO_xはpHにつき115mVの超-NernstのpH感度を示し,1~100nMの範囲でH₂O₂の検出もIrO_x膜の多孔性と還元-酸化(レドックス)特性のために達成され,一方純粋なAl₂O₃/SiO₂膜はH₂O₂センシングを示さなかった。酸化還元反応,Schottky,ホッピング及びFowler-Nordheimトンネル伝導に基づくシミュレーションを提案した。実験I-V曲線はシミュレーションと非常に良く一致した。抵抗スイッチング機構であるO^-2イオンマイグレーションのために,H₂O₂センシングと同様にSchottky障壁高さ変調を介してIrO_x/Al₂O₃界面でIr³⁺/Ir⁴⁺の酸化還元反応が原因である。10pMの低濃度でグルコースはIrO_x/Al₂O₃/W交差点構造の完全に新しいプロセスを用いて検出した。クロスポイントメモリは,低コスト,スケーラブル,低電流を用いたメモリ,マルチレベル動作,今後の高密度三次元(3D)記憶とヒト疾患の将来の診断のためのバイオセンサとして有用であるであろうする方法を示した。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST【Powered by NICT】

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