septiembre 22, 2021

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Caracterización espacio-temporal de la transición del metal aislante inducida por el campo

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Ver crecer un filamento de metal

La conmutación resistiva es un proceso en el que la resistencia eléctrica de una muestra cambia abruptamente en respuesta a un pulso de voltaje, generalmente en órdenes de magnitud. Este proceso está en el corazón de muchos enfoques de la computación neuromórfica, pero visualizarlo en el espacio y el tiempo es complicado. del Valle et al. monitoreó la conmutación resistiva en tres compuestos de óxido de vanadio diferentes midiendo la reflectividad óptica resuelta en el tiempo y el espacio (ver la perspectiva de Hilgenkamp y Gao). Un filamento conductor característico se nucleó rápidamente en las inhomogeneidades de la muestra y luego se propagó debido al calentamiento Joule.

Ciencias, abd9088, esta edición p. 907; véase también abh2231, pág. 854

Resumen

Muchos sistemas correlacionados tienen una transición de aislante a metal que puede ser activada por un campo eléctrico. Aunque se sabe que la metalización se produce a través de la formación de filamentos, los detalles de cómo comienza y evoluciona este proceso siguen sin estar claros. Utilizamos reflectividad óptica en funcionamiento para capturar la dinámica de crecimiento de la fase metálica con resolución espacial y temporal. Demostramos que la formación de filamentos se desencadena por nucleación en puntos críticos, con una posterior expansión durante varias décadas en el tiempo. Comparando tres estudios de caso (VOdos, V3O5y VdosO3), identificamos el cambio de resistividad a lo largo de la transición como el parámetro crucial que gobierna este proceso. Nuestros resultados proporcionan una caracterización espacio-temporal de la conmutación resistiva volátil en aisladores Mott, que es importante para tecnologías emergentes como la optoelectrónica y la computación neuromórfica.

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