journal article·2024

Building a depletion-region width modulation model and realizing memory characteristics in PN heterostructure devices

Xing Guo, Xinmiao Li, Ruixiao Wang, Wenhui Zhu, Liancheng Wang, Lei Zhang

Nanoscale· Volume 16· Issue 33
Publisher page

Abstract

-Si/n-ZnO and p-NiO/n-ZnO heterostructure devices. A high external electric field induces the migration of oxygen ions and electrons/holes between the p-type and n-type semiconductor layers. It can regulate the oxygen vacancy concentration of the n-type side and cation vacancy concentration of the p-type side, changing the depletion-region width and modulating device conductivity and capacitance. Several essential synaptic functions were accurately imitated, including spike-timing-dependent plasticity (STDP) and "learning-experience" behaviors. This work provides new opportunities in fabricating a memristor and memcapacitor based on a PN heterostructure for synaptic simulation.
Source: openalex_inverted_index · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Advanced Memory and Neural Computing · Ferroelectric and Negative Capacitance Devices · Photoreceptor and optogenetics research

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

State Key Laboratory of High Performance Complex Manufacturing, College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha, 410000, China

Funding

National Natural Science Foundation of China · Natural Science Foundation of Hunan Province

References (44)

Show source-provided references
1. Chua · IEEE Trans. Circuit Theory · 1971 · 18 · 50710.1109/TCT.1971.1083337 ↗
2. Chua · Appl. Phys. A · 2011 · 102 · 76510.1007/s00339-011-6264-9 ↗
3. Chua · Proc. IEEE · 1976 · 64 · 20910.1109/PROC.1976.10092 ↗
4. Ventra · Proc. IEEE · 2009 · 97 · 171710.1109/JPROC.2009.2021077 ↗
5. Strukov · Nature · 2008 · 453 · 8010.1038/nature06932 ↗
6. Strukov · Small · 2009 · 5 · 105810.1002/smll.200801323 ↗
7. Hasegawa · Adv. Mater. · 2010 · 22 · 183110.1002/adma.200903680 ↗
8. Jo · Nano Lett. · 2010 · 10 · 129710.1021/nl904092h ↗
9. Lai · Adv. Mater. · 2010 · 22 · 244810.1002/adma.201000282 ↗
10. Chang · ACS Nano · 2011 · 5 · 766910.1021/nn202983n ↗
11. Ohno · Nat. Mater. · 2011 · 10 · 59110.1038/nmat3054 ↗
12. Seo · Nanotechnology · 2011 · 22 · 25402310.1088/0957-4484/22/25/254023 ↗
13. Wang · Adv. Funct. Mater. · 2012 · 22 · 275810.1002/adfm.201290076 ↗
14. Qiu · J. Appl. Phys. · 2011 · 110 · 01451310.1063/1.3599952 ↗
15. Li · Semicond. Sci. Technol. · 2020 · 35 · 05500410.1088/1361-6641/ab76b0 ↗
16. Pershin · Electron. Lett. · 2009 · 46 · 51710.1049/el.2010.2830 ↗
17. Kim · Appl. Phys. Lett. · 2001 · 78 · 93410.1063/1.1337618 ↗
18. Su · Appl. Phys. Lett. · 2005 · 86 · 06211010.1063/1.1862773 ↗
19. Nieminen · J. Micromech. Microeng. · 2002 · 12 · 17710.1088/0960-1317/12/2/312 ↗
20. Liu · J. Appl. Phys. · 2006 · 100 · 05610110.1063/1.2337387 ↗
21. Wu · Appl. Phys. Lett. · 2011 · 98 · 09350310.1063/1.3560257 ↗
22. Salaoru · Appl. Phys. Lett. · 2013 · 103 · 23351310.1063/1.4840316 ↗
23. Driscoll · Science · 2009 · 325 · 151810.1126/science.1176580 ↗
24. Sadaf · Appl. Phys. Lett. · 2012 · 100 · 11350510.1063/1.3694016 ↗
25. Wang · ACS Nano · 2017 · 11 · 833910.1021/acsnano.7b03560 ↗
26. Yang · Nat. Nanotechnol. · 2008 · 3 · 42910.1038/nnano.2008.160 ↗
27. Waser · Nat. Mater. · 2007 · 6 · 83310.1038/nmat2023 ↗
28. Song · Nano Lett. · 2011 · 11 · 282910.1021/nl2011966 ↗
29. Zhang · Appl. Phys. Lett. · 2014 · 104 · 09351210.1063/1.4867977 ↗
30. Liu · Appl. Phys. Lett. · 2007 · 91 · 25211010.1063/1.2821369 ↗
31. Sullaphen · Appl. Phys. Lett. · 2012 · 100 · 20311510.1063/1.4714888 ↗
32. Loef · Nano Lett. · 2009 · 9 · 85610.1021/nl803738q ↗
33. Kleemann · Nano Lett. · 2010 · 10 · 492910.1021/nl102916n ↗
34. Manna · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2010 · 2 · 353910.1021/am100712h ↗
35. Yang · Appl. Phys. Lett. · 2009 · 95 · 04210510.1063/1.3191674 ↗
36. Shi · Appl. Phys. Lett. · 2017 · 111 · 22350510.1063/1.5002571 ↗
37. Su · J. Mater. Chem. C · 2017 · 5 · 631910.1039/C7TC01130J ↗
38. Tan · J. Alloys Compd. · 2018 · 766 · 91810.1016/j.jallcom.2018.07.044 ↗
39. Prezioso · Nature · 2015 · 521 · 6110.1038/nature14441 ↗
40. Bell · Nature · 1997 · 387 · 27810.1038/387278a0 ↗
41. Bi · J. Neurosci. · 1998 · 18 · 1046410.1523/JNEUROSCI.18-24-10464.1998 ↗
42. Bliss · Nature · 1993 · 361 · 3110.1038/361031a0 ↗
43. Stevens · Neuron · 1999 · 24 · 101710.1016/S0896-6273(00)81047-8 ↗
44. Daoudal · Learn. Mem. · 2003 · 106 · 45610.1101/lm.64103 ↗