Published February 28, 2020
| Version v1
Publication
Open
Quasi-2D halide perovskites for resistive switching devices with ON/OFF ratios above 109
Creators
- 1. Seoul National University
- 2. Duy Tan University
- 3. Korea University
Description
Abstract Resistive random-access memory (ReRAM) devices based on halide perovskites have recently emerged as a new class of data storage devices, where the switching materials used in these devices have attracted extensive attention in recent years. Thus far, three-dimensional (3D) halide perovskites have been the most investigated materials for resistive switching memory devices. However, 3D-based memory devices display ON/OFF ratios comparable to those of oxide or chalcogenide ReRAM devices. In addition, perovskite materials are susceptible to exposure to air. Herein, we compare the resistive switching characteristics of ReRAM devices based on a quasi-two-dimensional (2D) halide perovskite, (PEA) 2 Cs 3 Pb 4 I 13 , to those based on 3D CsPbI 3 . Astonishingly, the ON/OFF ratio of the (PEA) 2 Cs 3 Pb 4 I 13 -based memory devices (10 9 ) is three orders of magnitude higher than that of the CsPbI 3 device, which is attributed to a decrease in the high-resistance state (HRS) current of the former. This device also retained a high ON/OFF current ratio for 2 weeks under ambient conditions, whereas the CsPbI 3 device degraded rapidly and showed unreliable memory properties after 5 days. These results strongly suggest that quasi-2D halide perovskites have potential in resistive switching memory based on their desirable ON/OFF ratio and long-term stability.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ظهرت أجهزة ذاكرة الوصول العشوائي المقاومة (ReRAM) القائمة على بيروفسكايت الهاليد مؤخرًا كفئة جديدة من أجهزة تخزين البيانات، حيث جذبت مواد التبديل المستخدمة في هذه الأجهزة اهتمامًا واسعًا في السنوات الأخيرة. حتى الآن، كانت بيروفسكايت الهاليد ثلاثية الأبعاد (3D) هي أكثر المواد التي تم فحصها لأجهزة ذاكرة التبديل المقاومة. ومع ذلك، فإن أجهزة الذاكرة القائمة على 3D تعرض نسب تشغيل/إيقاف مماثلة لتلك الخاصة بأجهزة الأكسيد أو chalcogenide ReRAM. بالإضافة إلى ذلك، فإن مواد البيروفسكايت عرضة للتعرض للهواء. هنا، نقارن خصائص التبديل المقاوم لأجهزة ReRAM بناءً على بيروفسكايت هاليد شبه ثنائي الأبعاد (2D)، (PEA) 2 Cs 3 Pb 4 I 13 ، مع تلك القائمة على 3D CsPbI 3 . من المثير للدهشة أن نسبة التشغيل/الإيقاف لأجهزة الذاكرة (PEA) 2 Cs 3 Pb 4 I 13 - based (10 9 ) أعلى بثلاث مرات من جهاز CsPbI 3، والذي يعزى إلى انخفاض في حالة المقاومة العالية (HRS) الحالية للأول. احتفظ هذا الجهاز أيضًا بنسبة تيار تشغيل/إيقاف عالية لمدة أسبوعين في ظل الظروف المحيطة، في حين تدهور جهاز CsPbI 3 بسرعة وأظهر خصائص ذاكرة غير موثوقة بعد 5 أيام. تشير هذه النتائج بقوة إلى أن بيروفسكايت الهاليد شبه ثنائي الأبعاد لديها إمكانات في ذاكرة التبديل المقاومة بناءً على نسبة التشغيل/الإيقاف المرغوبة والاستقرار على المدى الطويل.Translated Description (French)
Les dispositifs de mémoire vive résistive (ReRAM) à base de pérovskites aux halogénures sont récemment apparus comme une nouvelle classe de dispositifs de stockage de données, où les matériaux de commutation utilisés dans ces dispositifs ont attiré une attention considérable ces dernières années. Jusqu'à présent, les pérovskites aux halogénures tridimensionnels (3D) ont été les matériaux les plus étudiés pour les dispositifs de mémoire à commutation résistive. Cependant, les dispositifs de mémoire 3D affichent des rapports ON/OFF comparables à ceux des dispositifs ReRAM à base d'oxyde ou de chalcogénure. De plus, les matériaux en pérovskite sont sensibles à l'exposition à l'air. Ici, nous comparons les caractéristiques de commutation résistive des dispositifs ReRAM basés sur une pérovskite aux halogénures quasi bidimensionnelle (2D), (PEA) 2 Cs 3 Pb 4 I 13 , à celles basées sur CsPbI 3 3D. Étonnamment, le rapport marche/ARRÊT des dispositifs de mémoire à base de (PEA) 2 Cs 3 Pb 4 I 13 (10 9 ) est de trois ordres de grandeur supérieur à celui du dispositif CsPbI 3, ce qui est attribué à une diminution du courant d'état de haute résistance (HRS) du premier. Cet appareil a également conservé un rapport de courant ON/OFF élevé pendant 2 semaines dans des conditions ambiantes, alors que l'appareil CsPbI 3 s'est rapidement dégradé et a montré des propriétés de mémoire peu fiables après 5 jours. Ces résultats suggèrent fortement que les pérovskites aux halogénures quasi-2D ont un potentiel dans la mémoire de commutation résistive en fonction de leur rapport ON/OFF souhaitable et de leur stabilité à long terme.Translated Description (Spanish)
Resumen Los dispositivos de memoria resistiva de acceso aleatorio (ReRAM) basados en perovskitas de haluro han surgido recientemente como una nueva clase de dispositivos de almacenamiento de datos, donde los materiales de conmutación utilizados en estos dispositivos han atraído una gran atención en los últimos años. Hasta ahora, las perovskitas de haluro tridimensionales (3D) han sido los materiales más investigados para dispositivos de memoria de conmutación resistiva. Sin embargo, los dispositivos de memoria basados en 3D muestran relaciones DE encendido/APAGADO comparables a las de los dispositivos ReRAM de óxido o calcogenuro. Además, los materiales de perovskita son susceptibles a la exposición al aire. Aquí, comparamos las características de conmutación resistiva de los dispositivos ReRAM basados en una perovskita de haluro cuasidimensional (2D), (PEA) 2 Cs 3 Pb 4 I 13 , con los basados en 3D CsPbI 3 . Sorprendentemente, la relación de encendido/APAGADO de los dispositivos de memoria basados en (PEA) 2 Cs 3 Pb 4 I 13 (10 9 ) es tres órdenes de magnitud más alta que la del dispositivo CsPbI 3, lo que se atribuye a una disminución en la corriente del estado de alta resistencia (HRS) del primero. Este dispositivo también retuvo una alta relación de corriente de encendido/APAGADO durante 2 semanas en condiciones ambientales, mientras que el dispositivo CsPbI 3 se degradó rápidamente y mostró propiedades de memoria poco confiables después de 5 días. Estos resultados sugieren fuertemente que las perovskitas de haluro cuasi 2D tienen potencial en la memoria de conmutación resistiva en función de su relación de encendido/APAGADO deseable y estabilidad a largo plazo.Files
s41427-020-0202-2.pdf.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a6724b1ff3745adf579e0f388d42e0d2
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- بيروفسكايت الهاليد شبه ثنائي الأبعاد لأجهزة التبديل المقاومة بنسب تشغيل/إيقاف أعلى من 109
- Translated title (French)
- Pérovskites aux halogénures quasi-2D pour dispositifs de commutation résistifs avec des rapports ON/OFF supérieurs à 109
- Translated title (Spanish)
- Perovskitas de haluro cuasi-2D para dispositivos de conmutación resistivos con relaciones de encendido/APAGADO superiores a 109
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3009399335
- DOI
- 10.1038/s41427-020-0202-2
References
- https://openalex.org/W1576369157
- https://openalex.org/W1678748398
- https://openalex.org/W1946383872
- https://openalex.org/W1976538290
- https://openalex.org/W1980376519
- https://openalex.org/W1998035411
- https://openalex.org/W1999717631
- https://openalex.org/W2074357625
- https://openalex.org/W2096053791
- https://openalex.org/W2112118714
- https://openalex.org/W2138085275
- https://openalex.org/W2166433039
- https://openalex.org/W2212397900
- https://openalex.org/W2255259676
- https://openalex.org/W2270683730
- https://openalex.org/W2340687998
- https://openalex.org/W2349187797
- https://openalex.org/W2401337822
- https://openalex.org/W2466915361
- https://openalex.org/W2470388811
- https://openalex.org/W2537922573
- https://openalex.org/W2563174591
- https://openalex.org/W2582123930
- https://openalex.org/W2586918764
- https://openalex.org/W2588059320
- https://openalex.org/W2589500653
- https://openalex.org/W2594008253
- https://openalex.org/W2598251091
- https://openalex.org/W2600518421
- https://openalex.org/W2604662606
- https://openalex.org/W2609670982
- https://openalex.org/W2613275959
- https://openalex.org/W2620104754
- https://openalex.org/W2622675356
- https://openalex.org/W2699712783
- https://openalex.org/W2735016949
- https://openalex.org/W2736065213
- https://openalex.org/W2746521678
- https://openalex.org/W2749022636
- https://openalex.org/W2749734633
- https://openalex.org/W2761151964
- https://openalex.org/W2762836960
- https://openalex.org/W2771086617
- https://openalex.org/W2776601575
- https://openalex.org/W2787803816
- https://openalex.org/W2789407486
- https://openalex.org/W2790074584
- https://openalex.org/W2790813659
- https://openalex.org/W2795082554
- https://openalex.org/W2800492583
- https://openalex.org/W2800772863
- https://openalex.org/W2806208150
- https://openalex.org/W2807527946
- https://openalex.org/W2807941716
- https://openalex.org/W2809994877
- https://openalex.org/W2810705415
- https://openalex.org/W2835213954
- https://openalex.org/W2843975926
- https://openalex.org/W2883114270
- https://openalex.org/W2897552127
- https://openalex.org/W2899814233
- https://openalex.org/W2901534688
- https://openalex.org/W2901905406
- https://openalex.org/W2902090155
- https://openalex.org/W2907417484
- https://openalex.org/W2913811523
- https://openalex.org/W2945736773
- https://openalex.org/W2961728300
- https://openalex.org/W2965098879