Studium odporového spínání v paměťových celách na bázi iontově vodivých chalkogenidů a nanoporézního oxidu hlinitého

Kolář, Jakub

Digitální knihovna UPCE
→
Univerzita Pardubice
→
Vysokoškolské kvalifikační práce / Theses, dissertations, etc.
→
Zobrazit záznam

dc.contributor.author	Kolář, Jakub
dc.date.accessioned	2014-03-05T13:56:13Z
dc.date.available	2014-03-05T13:56:13Z
dc.date.issued	2013
dc.identifier	Univerzitní knihovna (studovna)	cze
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10195/54496
dc.description.abstract	Tato práce popisuje syntézu, charakterizaci a aplikaci tenkých vrstev amorfních chalkogenidů dopovaných stříbrem pro studium odporového spínání - jeden z moderních principů ukládání informací. Cílem byla příprava těchto paměťových cel využívajících tento princip a to v nanoměřítku. Cíle bylo prakticky dosaženo využitím porézního oxidu hlinitého (AAO). Postup přípravy paměťových cel s využitím AAO je komplexní a zahrnuje celou řadu kroků, které byly v rámci této disertační práce vyvinuty a optimalizovány. Pro potřeby přípravy paměťových cel byl AAO získán třemi způsoby: laboratorní přípravou, v rámci spolupráce se zahraničními institucemi a zakoupením komerčního AAO. Před použitím AAO byla studována jeho chemická odolnost v alkalických roztocích a možnost rozšíření průměru jeho pórů leptáním kyselinou fosforečnou. Následujícím krokem bylo elektrolytické vyplnění AAO stříbrem, přičemž důslednou optimalizací tohoto kroku bylo dosaženo velmi dobré úrovně vyplnění. Stříbrem vyplněné AAO bylo zarovnáno broušením a leštěním, které se ukázalo jako nejlepší z použitých přístupů. Vyplněné AAO s rovným povrchem zakončeným oddělenými konci nanodrátků stříbra bylo přepařeno termickým napařováním vrstvou chalkogenidového skla, které bylo připraveno předem. Pro změnu nevodivé chalkogenidové vrstvy na vrstvu iontově vodivou byl použit proces fotoindukované difuze stříbra do této vrstvy. Tento proces byl v práci důkladně studován a to nejen z hlediska kinetiky procesu, ale i z hlediska důležitosti tohoto procesu pro přípravu paměťových cel. Celý proces přípravy paměťových cel s využitím AAO byl dokončen vytvořením hliníkové elektrody na povrchu. Pro zjištění vlivu nanostrukturované elektrody tvořené stříbrem vyplněným AAO byly pro porovnání připraveny i paměťové cely bez nanostrukturované elektrody. Tyto cely byly připraveny na stříbrem přepařeném mikroskopickém skle a sloužily nejen ke srovnání s paměťovými celami připravenými s využitím AAO, ale i k vytvoření metodologie měření odporového spínání a k získání zkušeností s tímto fenoménem. Bylo připraveno šest měřících skriptů, které postihují různé aspekty odporového spínání. Po provedení všech popsaných operací bylo srovnáno odporové spínání paměťových cel připravených s pomocí AAO s paměťovými celami na mikroskopickém skle. Pozorovaný rozdíl potvrdil úspěch v přípravě paměťové cely nové generace v nanorozměrech a pozitivní přínos použití nanostrukturované elektrody. Dokázal i význam nanorozměrů paměťové cely pro průběh procesu odporového spínání. Tato práce tak otevírá široké možnosti dalšího studia fenoménu odporového spínání s cílem prohloubit znalosti pro využití odporových pamětí.	cze
dc.format	133 s. + teze	cze
dc.format.extent	607658 bytes	cze
dc.format.mimetype	application/pdf	cze
dc.language.iso	cze
dc.publisher	Univerzita Pardubice	cze
dc.rights	Práce bude přístupná pouze v rámci univerzity od 21.11.2023	cze
dc.subject	paměti	cze
dc.subject	odporové spínání	cze
dc.subject	Re RAM	cze
dc.subject	CB RAM	cze
dc.subject	samoorganizované struktury	cze
dc.subject	porézní oxid hlinitý	cze
dc.subject	AAO	cze
dc.subject	chalkogenidová skla	cze
dc.subject	fotoindukovaná difuze	cze
dc.subject	memory	eng
dc.subject	resistive switching	eng
dc.subject	selforganized structures	eng
dc.subject	porous aluminum oxide	eng
dc.subject	chalcogenide glasses	eng
dc.subject	photoinduced diffusion and dissolution	eng
dc.title	Studium odporového spínání v paměťových celách na bázi iontově vodivých chalkogenidů a nanoporézního oxidu hlinitého	cze
dc.title.alternative	Resistive switching in memory cells based on ionic conductive chalcogenides and nanoporous aluminium oxide	eng
dc.type	disertační práce	cze
dc.contributor.referee	Cimpl, Zdeněk	cze
dc.contributor.referee	Svoboda, Pavel	cze
dc.contributor.referee	Šubrt, Jan	cze
dc.date.accepted	2014	cze
dc.description.abstract-translated	This work describes study of resistive switching, one of modern approach for data storage, and preparation procedure of resistive switching memory cells. Central aim was preparation of these memory cells in nanoscale dimensions, that was experimentally achieved by use of porous aluminium oxide (AAO). The preparation procedure of memory cells based on AAO is complex and includes several steps, which were in this dissertation developed and optimized. For memory cells preparation the AAO was obtained from three sources: self-made AAO, AAO obtained from our abroad collaborators and commercial AAO. Before its use chemical resistivity in base solutions was studied and also phosphoric acid was employed for pore diameter enlargement. Next step was electrolytical filling of AAO by silver. Proper optimization of this step leads to very good filling level. Surface of Ag-filled AAO was smoothed by grinding and polishing, the most developed from all used approaches. Ag-filled AAO with smooth surface composed from separated silver nanowire tips in non-conductive AAO matrix was covered by chalcogenide glass (prepared by melt-quenching technique) employing thermal evaporation. In order to change non-conductive chalcogenide layer into ionic conductive, photoinduced diffusion and dissolution of silver from the nanowires took place. Kinetics of photoinduced diffusion and dissolution of silver and also its use for memory cell fabrication was studied in detail. Memory cells were finished by aluminium electrode preparation on the top of the chalcogenide layer. To investigate the effect of nanostructured electrode (Ag-filled AAO) on resistive switching, memory cells without nanostructured electrode were prepared. Thin layer of silver on micro slide served as an electrode in this case Memory cells on micro slide were also used for development of resistive switching metrology and to get more practical experience with this phenomenon. For measurement, six scripts were written, which focus on different aspects of resistive switching. Finally resistive switching was measured on both memory cell types and the results were compared. Observed difference confirmed success in nanoscale memory cell preparation and its better performance. This work open new pathways for resistive switching phenomena investigation	eng
dc.description.department	Katedra obecné a anorganické chemie	cze
dc.thesis.degree-discipline	Chemie a technologie anorganických materiálů	cze
dc.thesis.degree-name	Ph.D.	cze
dc.thesis.degree-grantor	Univerzita Pardubice. Fakulta chemicko-technologická	cze
dc.identifier.signature	D29717	cze
dc.thesis.degree-program	Chemie a technologie materiálů	cze
dc.description.defence	Zasedání zahájil předseda zkušební komise pro obhajobu disertační práce prof. Ladislav Koudelka a konstatoval, že z jednání komise se omluvil ze zdravotních důvodů oponent Ing. Jan Šubrt. Vzhledem k tomu, že všechny 3 posudky oponentů doporučily práci k obhajobě, komise hlasováním jednoznačně rozhodla o tom, aby obhajoba se konala i v jeho nepřítomnosti. Předseda pak představil členům komise Ing. Jakuba Koláře a seznámil členy je s doporučením školitele prof. Tomáše Wágnera a stanoviskem vedoucího školicího pracoviště prof. Zdeňka Černoška k předložené práci. Následně Ing. Kolář seznámil komisi s výsledky své disertační práce. Poté následovalo projednání oponentských posudků. Přítomní oponenti postupně přečetli své posudky a následně doktorand zodpověděl na jejich dotazy a připomínky. Předseda komise nakonec přečetl posudek Ing. Šubrta a J. Kolář odpověděl na jeho dotazy. Poté členové komise vznesli k disertantovi řadu dotazů. Prof. Lošťák diskutoval problematiku anodického leptání oxidu hlinitého. Dále byla diskutována problematiky reprodukovatelnosti spínání ve studovaných strukturách. Byla též diskutována interakce kyselin s oxidem hlinitým při leptání oxidu hlinitého. Pozitivně byly hodnoceny zahraniční stáže disertanta. Po skončení veřejné rozpravy proběhlo neveřejné zasedání komise, na kterém došlo po debatě k hlasování. Z přítomných 7 členů komise se 7 vyjádřilo pro výsledek obhajoby "vyhověl" a udělení vědecké hodnosti doktor (Ph.D.) Ing. Jakubu Kolářovi. Předseda komise poté seznámil doktoranda s výsledkem hlasování komise, poděkoval členům komise i oponentům za jejich účast na obhajobě a ukončil jednání komise.	cze
dc.identifier.stag	23676	cze
dc.description.grade	Dokončená práce s úspěšnou obhajobou	cze