Growth and characterization of single cell tio2 thin film based memristive device

Abstract

Bu tezde, farklı kalınlıklara sahip iki tip deney için yapılan yapısal ve elektriksel karak terizasyonun sonuçlarını sunuyoruz. Bu cihazlar, Si/SiO2/Ta/Pt/TiOx (5, 10, 15 nm)/Pt ince film yığınları şeklinde yapılandırılmıştır. Ayrıca, başka bir ince film yığını olan Si/SiO2/Ta/Pt/TiOx (10 nm)/Pt, maksimum 10x10 mm2 alt taban üzerinde 5 µm, 10 µm, 25 µm ve 50 µm kare yüzey alanlarına sahip olarak mask ve optik litografi tekniklerini kullanarak üretilmiştir. Memristor cihazlarının üst ve alt temasları için Pt ince filmleri, magnetron sputter yön temi kullanılarak biriktirilmiştir. Metal oksit tabakası TiO2, uygun büyüme koşulları altında Pulsed Laser Deposition (PLD) odasında büyütülmüştür. Cihaz yığınındaki her tabakanın kalınlığı, X-ışını yansıma (XRR) kullanılarak ölçülmüş, metal oksidin bileşim oranları ve yapısal özellikleri ise X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ölçümleri ile belirlenmiştir. Daha sonra, memristor cihazları için memristif direnç değişimi, spike-time-dependent plasticity (STDP), uzun süreli potansiyasyon (LTP), uzun süreli depresyon (LTD) gibi sinaptik fonksiyonlar ve dayanıklılık özellikleri de dahil olmak üzere elektriksel özellikleri inceledik. Sonuçlar, üretilen bazı cihazların CMOS teknolojisinde kullanılmak üzere non-volatile bellek elemanları için uygun olduğunu göstermektedir? dijital anahtarlama performan sını gösterirken, diğerleri analog bellek özellikleri sergilemektedir. Ayrıca, cihazların çok seviyeli iletkenlik gösterdiğini doğruladık ve oksit tabakasının kalınlığının ciha zların direnç değiştirme özelliklerini etkileyebileceğini gözlemledik.All gratitude is owed to Allah, the Lord of the worlds, for His boundless blessings encompassing "everything." I would like to extend my sincere appreciation to all those who have supported me in this work. Special acknowledgment goes to my supervisor, Asst.Prof. Dr. Sinan Kazan for his unwavering guidance, meticulous instructions, constant encouragement, motivational inspiration, and unwavering support throughout the entire MSc program. I would like to express my profound gratitude to Bünyamin Özkal, whose significant role in fabricating the devices and conducting numerous measurements has been indis pensable.Your dedication and support are genuinely valued. Great thanks are also extended to Gokhan Ekinci for his invaluable suggestions and guidance in acquiring various measurements, including AC measurements. Your will ingness to assist whenever I needed support has been truly appreciated. I extend my sincere appreciation to a close confidant whose wisdom and support have been a constant source of strength. I reserve my warmest thanks for my parents, whose boundless love and prayers have been a constant source of strength and encouragement throughout my life. Also, this study has been supported by the Scientific and Technological Research Coun cil of Turkey (TÜBİTAK) under project number 121F390 We extend our thanks to TÜBİTAK for their support of the project.