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Ver el documento (formato PDF)   Patterson, Germán A..  "Estudio de la dinámica de los sistemas memristivos : efecto del ruido y la temperatura en el fenómeno de la conmutación resistiva"  (2014-12-19)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
El objetivo de esta Tesis es el de estudiar el efecto del ruido eléctrico y la temperatura en sistemas memristivos. Este tipo de sistemas presenta el fenómeno conocido como conmutación resistiva (CR), en el cual se basan las memorias electrónicas ReRAM. Básicamente, la CR se caracteriza por el cambio abrupto de la resistencia eléctrica del material ante la presencia de un campo eléctrico externo. Se comienza por estudiar la influencia del ruido, tanto interno como externo, con un modelo memristivo sencillo. Según este modelo, solo el ruido interno produce un efecto beneficioso, esto es, aumenta el contraste resistivo. Luego, se presentan resultados de experimentos en una muestra del tipo manganita donde el ruido externo aumenta el contraste resistivo. Utilizando otro modelo que se encuentra en la literatura, se reproducen cualitativamente los resultados observados. A partir de este estudio, se encuentran las características generales que un modelo de la dinámica de la CR debe cumplir para que el ruido agregado externamente mejore el contraste resistivo tal como resulta en los experimentos. A continuación, se estudia el efecto combinado del ruido y la temperatura sobre la dinámica de la manganita. Se realizan experimentos a distintas temperaturas encontrando que el ruido aumenta el contraste en todo el rango considerado. Se logran reproducir los resultados experimentales, combinando un modelo que describe la CR con uno que da cuenta del cambio resistivo con la temperatura. Se estudian, también, tiempos de relajación luego de excitar la muestra. Asociando dicha relajación a la difusión de vacancias de oxígeno, se estiman el coeficiente de difusión y la energía de activación, obteniéndose valores consistentes a los encontrados en la literatura. Finalmente, en esta Tesis se demuestra que el ruido produce un efecto beneficioso en el fenómeno de la CR. Este resultado puede ser relevante en el área de los sistemas de almacenamiento y procesamiento de información, donde los altísimos niveles de integración electrónica hacen que la presencia del ruido no pueda ser soslayada.

Abstract:
The objective of this Thesis is to study the effect of electrical noise and temperature on memristive systems. These systems exhibit the phenomenon of resistive switching (RS), which ReRam electronic memories are based on. Basically, RS is characterized by an abrupt change of the resistance under the presence of an external electric field. We begin by studying the influence of both internal and external noise using a simple memristive model. In this model, only internal noise produces a beneficial effect, that is, leads to an increase in the resistive contrast. Then, results of experiments performed on a manganite sample are presented, showing that external noise does indeed increase the resistive contrast. These results are qualitatively reproduced by using another model found in the literature. From this study, some general characteristics are found for a model aimed at describing the RS phenomenon in the presence of noise. Further on, we study the influence of both noise and temperature on the dynamics of the manganite sample. Experiments are performed at different temperatures, and noise is found to increase the resistive contrast in the full temperature range. Experimental results are succesfully reproduced by combining a model that describes RS with another model that accounts for the change of the resistance with temperature. Relaxation times after pulsing are studied. Relating the relaxation process to oxygen-vacancy diffusion, the estimated activation energies and diffusion coefficients are found consistent with published results. Finally, in this Thesis it is shown that noise has a beneficial effect on the phenomenon of RS. This finding may prove relevant in the area of memory devices and data processing, where the high levels of electronic integration render the presence of noise unavoidable.

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Registro:
Título : Estudio de la dinámica de los sistemas memristivos : efecto del ruido y la temperatura en el fenómeno de la conmutación resistiva     =    A study of the dynamics of the memristive systems : the effect of noise and temperature on the resistive switching phenomenon
Autor : Patterson, Germán A.
Director : Fierens, Pablo I.
Grosz, Diego F.
Consejero : Mindlin, Gabriel
Jurados : Romanelli, Lilia  ; Llois, Ana María  ; Levy, Pablo
Año : 2014-12-19
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Instituto Tecnológico de Buenos Aires (ITBA). Laboratorio de Optoelectrónica
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Físicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5625_Patterson
Idioma : Español
Area Temática : Física / Física del Estado Sólido
Física / Ingeniería Electrónica
Palabras claves : CONMUTACION RESISTIVA; MEMRISTOR; RUIDO; TEMPERATURA; RESISTIVE SWITCHING; MEMRISTOR; NOISE; TEMPERATURE
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