Geri Dön

Odaklanmış iyon ışını ile memristör üretim süreci geliştirme ve karakterizasyonu

Process development for memristor fabrication with focused ion beam and electrical characrterization

PDF İndir

  1. Tez No: 721934
  2. Yazar: ORHUN ŞENTÜRK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. DİNÇER GÖKCEN, DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM BAYRAM
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Nanoteknoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 83

Özet

Elektroniğin temelinde kullanılan transistör elemanı birçok dijital mantık devresinin ve hafıza uygulamalarının gerçekleşmesini sağlamıştır. Fakat transistörlerin sadece iki kademeli anahtarlama yapabilmeleri nedeniyle artan işlem gücüne beklentisindeki kapasiteyi gerçekleştiremediği durumlar oluşmuştur. Memristör elemanı bu durumlar için çözüm sunmaktadır. Memristör önce teorik bir denklem olarak ortaya atılan kavram iken daha sonra fiziksel olarak da üretilmiştir. Transistörden en büyük artısı ise iki kademeden çok daha fazla ölçekte anahtarlama yapabilmesidir. Bu da çok daha yüksek kapasiteli dijital devre ve hafıza uygulamalarında kullanılması potansiyelini göstermektedir. İlk fiziksel memrsitör üretimi titanyum oksit temelli malzeme ile üretilmiştir. Bu çalışmada da titanyum oksit memristif malzemenin temelini oluşturmaktadır. Titanyum oksit malzemeyi üretmek için anodik oksidasyon işlemi uygulanmıştır. Titanyum asidik bir çözelti içerisinde gerilim kontrollü devre altında elektrokimyasal tepkime göstererek oksitlenmiştir. Çalışmanın özgün tarafını bundan sonra titanyum oksit tabakasının aşındırılması ile oluşturulan memristör geometrileri oluşturmaktadır. Memristör kademeli anahtarlama işleminin iki elektrotu arasında oluşturduğu oksijen boşluğu, iyonik veya ii ferromanyetik köprü yapısı ile sağlar. Bu çalışmada titanyum oksit temelli memristör kullanıldığı için köprü yapısı oksijen boşlukları ile oluşmuştur. Oluşan köprünün elektrotlar arası mesafeye göre değişiklik göstermesi memristörün açma-kapama işlemi sırasındaki direnç değer farkını etkilemektedir. Elektrotlar arası mesafenin olabildiğince daraltılması ile daha simetrik ve düzgün köprü yapılarını oluşturarak memristör direnç değer farkının arttrılmasını hedeflemiştir. Elektrotlar arası mesafenin nano boyutlarda olması odaklı iyon demeti ile sağlanmıştır. Odaklı iyon demeti hem tutarlı hem de kesin aşındırma olanağı sağladığı için memristif yapıda çeşitli geometriler denenerek elektrotlar arası olabildiğinde dar mesafe elde edilmek istenmiştir. Daha sonra elde edilen memristör geometrilerin karakterizasyonu 4 noktalı akım-gerilim ölçümü ile sağlanmıştır ve açma-kapama sırasında sergilenen direnç farklarına göre memristörlerinde etkinliği gözlenmiştir.

Özet (Çeviri)

The transistor element, which is one of the most important building blocks of electronics, has provided the realization of many digital logic circuits and memory applications. However, due to the fact that the transistors can only do two-stage switching, there have been situations where the expected capacity for the increased processing power could not be realized. The memristor element offers a solution for these situations. While the memristor was first introduced as a theoretical equation, it was later produced physically. The biggest advantage of the memristor is that it can switch in more than two stages. This shows its potential for use in much higher capacity digital circuit and memory applications. The first physical memristor production was produced with titanium oxide-based material. In this study, titanium oxide forms the basis of the memristive material. The anodic oxidation process was applied to produce the titanium oxide material. Titanium is oxidized by electrochemical reaction under voltage controlled circuit in an acidic solution. The original aspect of the study is the memristor geometries formed by etching the titanium oxide layer. The oxygen gap formed between the two electrodes of the memristor cascade switching process is provided by an ionic or ferromagnetic bridge structure. In this study, as a titanium oxide-based memristor was used, the bridge structure was formed with oxygen vacancies. The variation of the bridge formed according to the distance between the electrodes affects the resistance value difference during the on-off process of the memristor. It is aimed to increase the difference in memristor resistance value by creating more symmetrical and smooth bridge structures by narrowing the distance between the electrodes as much as possible. The nano-sized distance between the electrodes is provided by focused ion beam. Since the focused ion beam provides both consistent and precise etching, various geometries in the memristive structure were tried to obtain as narrow distance as possible between the electrodes. Later, the characterization of the obtained memristor geometries was provided by 4-point current-voltage measurement and the effectiveness of the memristors was observed according to the resistance differences exhibited during on-off.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    882881

    Integration of a maze shield into digital asic design flow for hardware attack resistant ICs

    Labirent tabanlı kalkan tasarımlarının donanımsal saldırılara dayanıklı entegre devreler için olan çip akışına eklenmesi

    CAN KURT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL FAİK BAŞKAYA

  2. Tez No

    418675

    3D electron microscopy investigations of human dentin and ion beam irradiation effect on biocompatible anatase TiO2 using Focused Ion Beam based techniques

    İnsan dentinin 3D elektron mikroskobu incelemeleri ve biyouyumlu anataz TiO2 üzerinde iyon demeti ışınlama etkisi odaklanmış iyon demeti dayalı teknikleri kullanılarak'

    SİNA SADİGHİKİA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN

    DR. MELTEM SEZEN

  3. Tez No

    639187

    Bow tie shaped coplanar waveguide microwave resonators for single cell detection, flow rate measurements, and nanopore sensing of viruses

    Papyon şeklindeki düzlemdeş dalga kılavuzu mikrodalga rezonatörleri iletek-hücre tespiti, akış hızı ölçümü, ve virüslerin nanogözenekle algılanması

    ARDA SEÇME

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET SELİM HANAY

  4. Tez No

    583185

    High resolution imaging and image analysis in porous media

    Gözenekli yapıların yüksek çözünürlükle görüntülenmesi ve görüntü analizi

    ÖZGE HANDE YALÇIN DURAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HARUN KOKU

  5. Tez No

    729140

    Nano-kristal yapılı yüksek entropi alaşımlarının termal kararlılığının ve mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi

    Improvement of the thermal stability and mechanical properties of nano-crystalline structured high entropy alloys

    MUSTAFA TEKİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HASAN KOTAN

Geri Dön