Преодоление наноразмерного разрыва: глубокий взгляд на атомные переключатели

Атомные переключатели провозглашаются крохотными электрохимическими переключателями, способными изменить облик информационных технологий. Благодаря своим наноразмерным размерам и низкому энергопотреблению они перспективны для интеграции в схемы следующего поколения, которые могут стимулировать развитие устройств искусственного интеллекта (AI) и Интернета вещей (IoT).
Несмотря на появление различных конструкций, один интригующий вопрос касается природы металлической нити накала или перемычки, которая является ключом к работе переключателя. Мост образуется внутри слоя сульфида металла, зажатого между двумя электродами, и управляется приложением напряжения, которое вызывает электрохимическую реакцию.

Формирование и уничтожение этого моста определяет, включен или выключен переключатель.
Теперь исследовательская группа, в которую входят Акира Айба, Манабу Кигучи и его коллеги из химического факультета Токийского технологического института, нашла полезный способ точно изучить, из чего состоит мост.
Охладив атомный переключатель достаточно, чтобы можно было исследовать мост с помощью низкотемпературной методики измерения, называемой точечной контактной спектроскопией (PCS), их исследование показало, что мост состоит из атомов металла как от электрода, так и из сульфида металла. слой.

Это удивительное открытие опровергает преобладающее мнение о том, что мост создается только из электрода, объясняет Кигучи.
Команда сравнила атомные переключатели с различными комбинациями электродов (Pt и Ag или Pt и Cu) и слоев сульфида металла (Cu2S и Ag2S).

В обоих случаях они обнаружили, что мостик в основном состоит из Ag.
Причина преобладания Ag в мостике, вероятно, связана с «более высокой подвижностью ионов Ag по сравнению с ионами Cu», – говорят исследователи в своей статье, опубликованной в ACS Applied Materials & Interfaces.
Они приходят к выводу, что «было бы лучше использовать металлы с низкой подвижностью» для создания атомных переключателей с более высокой стабильностью.

Многое еще предстоит изучить в развитии технологий атомных переключателей, и команда продолжает исследовать, какая комбинация элементов будет наиболее эффективной для повышения производительности.