Banca de DEFESA: JOÃO HENRIQUE QUINTINO PALHARES

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : JOÃO HENRIQUE QUINTINO PALHARES
DATA : 14/08/2020
HORA: 09:30
LOCAL: Santo André
TÍTULO:

Efeito de dopagem em dispositivos de chaveamento resistivo (memristors) baseados em óxido de tântalo

PÁGINAS: 60
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia de Materiais e Metalúrgica
SUBÁREA: Materiais Não-Metálicos
ESPECIALIDADE: Cerâmicos
RESUMO:

Os dispositivos de chaveamento resistiva (RS) (memristores) baseados em portadores iónicos têm atraído interesse devido à sua estrutura simples (apenas dois terminais), ao baixo consumo de energia, à alta escalabilidade, à alta durabilidade e possibilidade de novas arquiteturas de computação. Contudo, a variabilidade é ainda um fator limitante para as aplicações de RS. Nos dispositivos RS à base de óxido, a mudança reversível (chaveamento) na resistência de uma fina camada dielétrica resulta do movimento de vacâncias de oxigênio induzidas por campos elétricos elevados. Para se reduzir a variabilidade, é primordial entender e controlar a formação e movimentação das vacâncias de oxigênio. Neste trabalho, foi investigada a dopagem intrínseca e extrínseca de camadas de óxido de tântalo em dispositivos RS. Filmes finos de óxido de tântalo puro e dopados com zircônio foram preparadas por deposição por laser pulsado (PLD) e caracterizados por microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), e elipsometria espectroscópica (SE) para avaliar a morfologia da superfície, espessura dos filmes, estequiometria, estrutura eletrônica, e presença de defeitos. Os filmes produzidos eram amorfas e tinham uma superfície lisa. A análise por elipsometria revela que a adição de Zr promove o surgimento de absorção ótica no sub-gap que pode ser associado com o aumento da concentração de vacâncias de oxigênio. Nos filmes de óxido de tântalo puro, um efeito semelhante pode ser alcançado reduzindo-se a pressão parcial de oxigênio durante a deposição. Os dispositivos RS foram microfabricados por fotolitografia utilizando arquiteturas do tipo dog-bone e eletrodo de base comum. A resposta do dispositivo foi analisada utilizando um modelo de hopping para o transporte eletrônico que permite determinar a concentração de defeitos (armadilhas), que deve ser proporcional à concentração de vacâncias de oxigênio. Tal análise confirma os resultados do SE que a dopagem com Zr promove a formação de vacâncias. A parametrização elétrica sistemática mostra que os dispositivos dopados com Zr são mais reprodutíveis, têm uma maior janela de resistência, maior rendimento, e menor tensão de formação. Tais características podem ser atribuídas a efeitos de dopagem no confinamento dos filamentos condutores e formação de vacância de oxigênio. Este estudo sugere que a dopagem do óxido de tântalo com Zr é uma estratégia de engenharia de vacâncias promissora para melhorar o desempenho do memristores.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - Interno ao Programa - 1552290 - ANDRE SANTAROSA FERLAUTO
Membro Titular - Examinador(a) Interno ao Programa - 2604128 - ALEXANDRE JOSE DE CASTRO LANFREDI
Membro Titular - Examinador(a) Externo ao Programa - 364.742.988-04 - EVERTON BONTURIM - UPM
Membro Suplente - Examinador(a) Interno ao Programa - 1544408 - GUSTAVO MARTINI DALPIAN
Membro Suplente - Examinador(a) Externo à Instituição - RODRIGO GRIBEL LACERDA