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Ausschreibender Bereich: PGI-7 - Elektronische Materialien
Kennziffer: 2019M-017, Materialwissenschaften, Physik, Elektrotechnik

Masterarbeit: Herstellung kristalliner HfO2-ReRAM-Speicherzellen auf Graphen

Resistive Speicher (ReRAMs) bilden eine Gruppe von multifunktionalen, hochdichten und ultraschnellen nicht-flüchtigen Speichern, die künftig als Ersatz für Flash-Speicher oder in neuromorphen Schaltungen eingesetzt werden können. Das Speicherkonzept von ReRAMs beruht auf einer Widerstandsänderung des aktiven Materials auf der Nanometer Skala. Diese Widerstandsänderung in Metall-Isolator-Metall-Strukturen (MIM) entsteht durch elektrisch-induzierte lokale Redoxreaktionen in Übergangsmetalloxiden.

HfO2 ist eines der vielversprechendsten ReRAM-Materialien. Üblicherweise werden dazu polykristalline bzw. amorphe Schichten auf Si-Wafern abgeschieden. Die Verwendung von einkristallinen HfO2-Zellen bietet die Möglichkeit, gezielt den Einfluss bestimmter Defekttypen und kristallographischer Phasen auf die Schalteigenschaften zu untersuchen. Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, ob es möglich ist, kristallines HfO2 auf Graphen mittels van-der-Waals-Epitaxie zu wachsen. Dazu soll das Nukleations- und Wachstumsverhalten von HfO2 auf Graphen untersucht und ermittelt werden, welche Auswirkungen dies auf die elektrischen Eigenschaften der resistiv schaltenden Dünnschichten und MIM-Strukturen hat.

  • Transfer und Oberflächenpräparation von Graphenschichten
  • Wachstum von HfO2-Schichten auf Graphen mittels gepulster Laserdeposition (PLD)
  • In-situ-Untersuchung der Topographie der abgeschiedenen mittels Rasterkraftmikroskopie
  • Röntgendiffraktometrie an HfO2-Dünnschichten zur Bestimmung der Kristallorientierung
  • Elektrische Charakterisierung des resistiven Schaltvorgangs mittels Rastersondenmethoden
  • Lithographische Herstellung und elektrische Charakterisierung von MIM-Strukturen

Voraussetzungen
Gute Kenntnisse in Festkörperphysik
Spaß an interdisziplinärer Arbeit
Experimentelles Geschick
Teamfähigkeit

Ansprechpartner
Prof. Dr. Regina Dittmann
Peter Grünberg Institut (PGI-7) - FZ Jülich
Tel. 02461-61-4760 / 02461-61-6302
E-mail: r.dittmann@fz-juelich.de

Ausschreibung als pdf-Datei:  Masterarbeit: Herstellung kristalliner HfO2-ReRAM-Speicherzellen auf Graphen (PDF, 674 kB)