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Modifications de matériaux et de leurs interfaces

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Pour tout renseignement s'adresser à :

Olivier SCHNEEGANS :
  • Tél.: 01 69 85 16 70
  • olivier.schneegans[at]lgep.supelec.fr

 

Proposition de thèse :


  • Matériaux et dispositifs pour application potentielle aux mémoires résistives non volatiles – Materials and devices for potential application to non volatile resistive memories (Re-RAM)
  •  

    Nos travaux portent sur l'étude de matériaux conducteurs électriques, et de la modification de leurs propriétés (en volume et aux interfaces), en vue de leur application potentielle au stockage de l'information, notamment aux mémoires résistives non volatiles (Re-RAM).

    Cette activité, qui s'appuie sur de nombreuses collaborations, peut se décomposer en trois axes :

    • Un axe mécanismes : recherche de la compréhension des phénomènes physico-chimiques qui sont à l'origine des modifications des propriétés de conduction électrique
    • un axe protocoles d'études : développement des moyens d'étude permettant la détermination de paramètres électriques relatifs à leur applicabilité au domaine des mémoires non volatiles
    • Un axe matériaux : recherche de matériaux potentiellement applicables au stockage d'information

    Axe mécanismes :

    Il s'agit de comprendre les mécanismes réactionnels à l'origine des modifications (espèces oxydées, réduites, diffusées, …). Pour cela, les études s'appuient sur des :

    • études sous environnement contrôlé (AFM-Enviroscope)
    • études par spectrométrie de masse (SIMS)
    • caractérisations par diffraction de rayons X (XRD)
    • faisceau d'ions focalisés (FIB)
    • analyses XPS

    Axe protocoles d'études :

    Il s'agit de développer les protocoles permettant d'étudier divers paramètres relatifs à l'applicabilité potentielle des matériaux aux mémoires non volatiles. Ces études s'appuient sur :

    • aptitude à la modificabilité : modifications de la conductivité de surfaces, puis visualisation, par AFM à pointe conductrice (CP-AFM)
    • tensions-seuils: courbes i(v) sur empilements microscopiques (par CP-AFM), ou sur empilements macroscopiques (fils soudés)
    • temps de commutation : réponse transitoire en courant pour des échelons de tension
    • endurance: cycles de commutations par impulsions de tension (CP-AFM sur électrodes supérieures)
    • stabilité des informations à haute température (>100°C) : par CP-AFM sous environnement contrôlé (Enviroscope)

    Axe matériaux :

    Il s'agit d'étudier les matériaux susceptibles d'être de bons candidats potentiels pour les mémoires non volatiles. Sont privilégiés les matériaux tels que les oxydes à valence mixte, plusieurs paramètres entrant en jeu, tels que :

    • la méthode d'élaboration (PLD, pulvérisation) dans le cas des couches minces
    • la stœchiométrie des matériaux
    • le caractère monocristallin ou en couches minces

    Collaborations

    LPS, IEF, ICMMO, CEA de Grenoble, Université Chypre