Обнаружен эффект оптических переключений резистивных состояний в структурах на основе халькогенидных соединений Bi2Se3 с медным и графеновым электродами. Предложена физическая модель, описывающая протекающие при переключениях процессы. Полученные результаты указывают на возможность применения исследованных фотомемристорных структур для нейроморфных вычислений в качестве искусственных синапсов, весовые коэффициенты которых можно устанавливать как электрически, так и оптически.
The effect of optical switching of resistive states in structures based on chalcogenide compounds
Bi2Se3 with copper and graphene electrodes was discovered. A physical model describing the processes
occurring during switching was proposed. The obtained results indicate the possibility of using the studied photomemristor structures for neuromorphic computing as artificial synapses, the weight coefficients of which can be set both electrically and optically.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- Префикс DOI
- 10.51368/1996-0948-2025-1-55-59
Изготовлены и исследованы два типа структур Cu/Bi2Se3/BeCu и Au/Bi2Se3/OG, демонстрирующих пластичность сопротивления при электрическом и оптическом возбуждении. Полученные результаты указывают на перспективность мемристивных структур на основе слоевых халькогенидов Bi2Se3 для реализации искусственного синапса для нейроморфных вычислений и обработки оптических сигналов в фотосенсорах.
Список литературы
1. Chua L. O. / Nat Electron. 2018. Vol. 1. P. 322.
2. Kapitanova O. O., Emelin E. V., Dorofeev S. G., Evdokimov P. V., Panin G. N., Lee Y., Lee S. / J. Mat. Sci.
Tech. 2020. Vol. 38. P. 237.
3. Panin G. N. / Electronics. 2022. Vol. 11. P. 619.
4. Wang W. et al. / Sci. Rep. 2016. Vol. 6. P. 31224.
5. Fu X. et al. / Small. 2019. Vol. 15. Is. 45. P. 1903809.
6. Fu X. et al. / Light Sci. Appl. 2023. Vol. 12. P. 39.
7. Zotov A. V. et al. / Chaos, Solitons & Fractals. 2021. Vol. 141. P. 110542.
8. Sirotkin V. V. / Russian Microelectronics. 2023. Vol. 52. P. 363.
9. Mao Ye et al. / The Journal of Physical Chemistry C. 2021. Vol. 125. Is. 3. P. 1784–1792.
10. Mihailovic I. A. et al. / Journal of Micromechanics and Microengineering. 2021. Vol. 31. № 9.
11. Yin J. et al. / Nature Communications. 2018. Vol. 9. P. 3311.
Выпуск
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Телегин А. М., Калаев М. П., Воронов К. Е.
Исследование модели расчёта наведенного импульса тока в измерительных сетках датчика микрометеороидов и частиц космического мусора
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Баринов Ю. А., Забелло К. К., Логачев А. А., Полуянова И. Н., Школьник С. М.
Излучение короткой сильноточной вакуумной дуги с медными электродами
Золотухин Д. Б., Шандриков М. В., Юшков Г. Ю.
Ионный состав плазмы планарного магнетрона в газовом и вакуумном режимах функционирования
Тюньков А. В., Андронов А. А., Золотухин Д. Б., Климкин Т. О., Нестеренко А. К., Сальников С. А., Юшков Ю. Г.
Влияние состава рабочего газа на масс-зарядовый состав ионов пучковой плазмы при испарении YSZ мишени электронным пучком
Панов В. А., Савельев А. С., Куликов Ю. М.
Эффект глубины погружения электрода на развитие предпробойных течений в дистиллированной воде
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Болтарь К. О., Бурлаков И. Д., Яковлева Н. И., Седнев М. В., Трухачев А. В., Иродов Н. А., Лопухин А. А., Пермикина Е. В., Войцеховский А. В., Горн Д. И., Михайлов Н. Н.
Матричное фотоприемное устройство средневолнового ИК диапазона спектра с nBn-архитектурой из CdHgTe с барьерным слоем на основе сверхрешетки
Пономаренко В. П., Попов В. С., Панков М. А., Хамидуллин К. А., Деомидов А. Д., Федоров А. А., Деев Г. Ю., Драгунов Д. Э., Епифанов О. В., Лазарев П. С., Мирофянченко Е. В., Ильинов Д. В., Петрушина В. А., Бурлаков И. Д., Полесский А. В., Старцев В. В., Бричкин С. Б., Спирин М. Г., Товстун С. А., Гапанович М. В., Гак В. Ю., Гадомская А. В., Певцов Д. Н., Кацаба А. В., Кириченко А. С., Дёмкин Д. В., Иванова В. А.,
Иванов В. В., Разумов В. Ф.
Неохлаждаемый матричный фотосенсор 640512 для области спектра 0,4–2,0 мкм из коллоидных квантовых точек ККТ PbS с транспортным слоем для дырок на основе ККТ p-PbS-EDT
Зотов А. В., Панин Г. Н., Тулина Н. А., Борисенко Д. Н., Колесников Н. Н.
Фотомемристивные переключения в кристаллах селенида висмута
Лопухин А. А., Пермикина Е. В., Барышева К. В., Гришина А. Н.
Характеристики малоформатных матричных фотоприемников
Шуклов И. А., Дёмкин Д. В., Вершинина О. В.
Синтез коллоидных квантовых точек сульфида свинца в децене-1 в качестве растворителя
Грузевич Ю. К., Альков П. С., Балясный Л. М., Волков Д. В.
Гибридный фотоприемный модуль для оптико-телевизионных систем подводного видения
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Лихоманова С. В., Каманина Н. В.
Механизмы взаимодействия молекул поливинилового спирта и углеродных наночастиц в водных растворах
Рабаданова А. Э., Гаджимагомедов С. Х., Палчаев Д. К., Рабаданов М. Х.,Фараджев Ш. П., Мурлиева Ж. Х., Майоров С. А., Рагимханов Г. Б., Эмиров Р. М.
Сверхпроводящая микрокристаллическая керамика YBCO: корреляции структуры и свойств
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
Telegin A. M., Kalaev M. P. and Voronov K. E.
Study of a model for calculating an induced current pulse in the measuring grids of a sensor for micrometeoroids and space debris particles
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
Barinov Yu. A., Zabello K. K., Logachev A. A., Poluyanova I. N. and Shkol’nik S. M.
Radiation of a short high-current vacuum arc with copper electrodes
Zolotukhin D. B., Shandrikov M. V. and Yushkov G. Yu.
Ion composition of the plasma of a planar magnetron in gaseous and vacuum modes of operation
Tyunkov A. V., Andronov A. A., Zolotukhin D. B., Klimkin T. O., Nesterenko A. K., Salnikov S. A. and Yushkov Yu. G.
Investigation of the effect of the type of working gas on the mass-charge composition of beam plasma ions during evaporation of the YSZ target by an electron beam
Panov V. A., Saveliev A. S. and Kulikov Yu. M.
Effect of electrode immersion depth on the development of pre-breakdown flows in distilled water
PHOTOELECTRONICS
Boltar K. O., Burlakov I. D., Iakovleva N. I., Sednev M. V., Trukhachev A. V., Irodov N. A., Lopukhin A. A., Permikina E. V., Voitsekhovskii A. V., Gorn D. I. and Mikhailov N. N.
Performance studies of MWIR photodetectors based on CdHgTe nBn-heterostructures
Ponomarenko V. P., Popov V. S., Pankov M. A., Khamidullin K. A., Deomidov A. D., Fedorov A. A., Deev G. Yu., Dragunov D. E., Epifanov O. V., Lazarev P. S., Mirofyanchenko E. V., Ilyinov D. V., Petrushina V. A., Burlakov I. D., Polessky A. V., Startsev V. V., Brichkin S. B., Spirin M. G., Tovstun S. A., Gapanovich M. V., Gak V. U., Gadomska A. V., Pevtsov D. N., Katsaba A. V., Kirichenko A. S., Demkin D. V., Ivanova V. A., Ivanov V. V. and Razumov V. F.
Uncooled colloidal quantum dot PbS photodetector for large format 640512 with hole transport layer based on CQDs p-PbS-EDT and spectral response from 0.4 m to 2.0 m 45
Zotov A. V., Panin G. N., Tulina N. A., Borisenko D. N. and Kolesnikov N. N.
Photomermistic switchings in bismuth selenide crystals 55
Lopukhin A. A., Permikina E. V., Barysheva K. V. and Grishina A. N.
Small-format InSb FPA characterization
Shuklov I. A., Dyomkin D. V. and Vershinina O. V.
Synthesis of lead sulfide colloidal quantum dots in Decene-1 as a solvent
Gruzevich Yu. K., Alkov P. S., Balyasny L. M. and Volkov D. V.
Hybrid photodetector module for optical television underwater vision systems
PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS
Likhomanova S. V. and Kamanina N. V.
Interaction mechanisms of polyvinyl alcohol molecules with carbon nanoparticles in aqueous solutions
Rabadanova A. E., Gadzhimagomedov S. Kh., Palchaev D. K., Rabadanov M. Kh., Faradzhev Sh. P., Murlieva Zh. Kh., Mayorov S. A., Ragimkhanov G. B. and Emirov R. M.
Superconducting microcrystalline ceramic YBCO: correlations of structure and properties
Другие статьи выпуска
Показана возможность создания лазерных оптико-телевизионных активно-импульсных систем подводного видения на основе фотоприемных модулей (ФПМ) с чувствительной структурой электронно-оптического преобразователя (ЭОП) III поколения с GaAs «голубым» фотокатодом, чувствительным в спектральном диапазоне прозрачности морской воды = (400550) нм, состыкованных с помощью волоконнооптических элементов с цифровыми крупноформатными КМОП-матрицами, обеспечивающих формирование видеоизображения подводных объектов в рассеивающей морской воде.
Предложен новый подход к синтезу коллоидных квантовых точек сульфида свинца, в котором впервые используется децен-1 в качестве растворителя для синтеза нанокристаллов. Получены ККТ PbS с длинноволновым экситонным пиком в диапазоне от 1,17 до 1,53 мкм. Исследовано влияние температуры и времени проведения реакции на спектральные характеристики получаемых квантовых точек PbS.
Исследованы малоформатные матричные фотоприемники спектрального диапазона 3÷5 мкм на основе матриц фотодиодов из антимонида индия с минимальной дефект-ностью и однородной чувствительностью. Показано, что отбор пластин из слитков InSb для изготовления МФЧЭ в соответствии с анализом статистических данных и применение группового утоньшения и отмывки позволили получить 22 % бездефект-ных от общего числа матричных фотоприемников (МФП) при бездефектной цен-тральной области. Установлено, что обработка ионами аргона смотрящей стороны фотодиодной матрицы существенно улучшает однородность распределения чувствительности по площади МФП.
Приведены архитектура и основные характеристики матричного фотосенсора формата 640512 (шаг 15 мкм) с чувствительностью в области спектра 0,4–2,0 мкм, разработанного на основе коллоидных квантовых точек ККТ PbS. Слой генерации основной доли фотоносителей изготовлен на основе ККТ n-PbS путем замены исходного лиганда (олеиновая кислота) на йод при обработке слоя ККТ йодидом тетра-н-бутиламмония (TBAI). Транспортные слои для электронов и дырок изготовлены на основе n-ZnO и ККТ p-PbS EDT, где транспортный слой для дырок ККТ p-PbS-EDT создавался путем замены исходного лиганда при обработке слоя ККТ этан-1,2-дитиолом (EDT).
Исследовано матричное фотоприемное устройство (МФПУ) средневолнового ИК диапазона спектра с nBn-архитектурой CdHgTe с барьерным слоем на основе сверхрешетки. МФПУ состоит из матрицы фоточувствительных элементов (МФЧЭ) формата 6464 с шагом 40 мкм, гибридизированной с кремниевой БИС считывания. Фоточувствительная сборка из МФЧЭ и БИС считывания исследовалась в вакуумном технологическом криостате с заливкой жидким азотом. Исследованы спектральные
и фотоэлектрические характеристики МФПУ на основе nBn-гетероструктур из n-слоев CdHgTe со сверхрешетками при оптимальном напряжении смещения. Среднее значение обнаружительной способности составило D* 71010 смВт-1Гц1/2, среднее значение вольтовой чувствительности Su составило Su 6107 В/Вт.
Проведено экспериментальное и численное исследование поля скорости в дистиллированной воде, возникающего на допробойном этапе при подаче импульса напряжения на электрод-иглу при различной глубине её погружения. Полученные результаты анали-
зируются в терминах экстремума (максимума) скорости течения, достигающегося в области наблюдения в непосредственной близости к высоковольтному электроду. Получено удовлетворительное согласие экспериментальной и численной зависимостей экстремума скорости от времени с расчетом. Показано, что максимальное значение скорости в возникающем течении достигается на более поздних временах с увеличением глубины погружения. Уменьшение глубины погружения приводит
к возникновению электрического разряда при потере контакта высоковольтного электрода с водой из-за возникающего вблизи него течения. Выполненные исследования показывают дальнейшее направление развития построенной физико-математической модели.
Представлены результаты по исследованию масс-зарядового состава ионов пучковой плазмы, генерируемой при испарении твердотельной керамической мишени диоксида циркония частично стабилизированного оксидом иттрия в среде инертных и химически активного газов электронным пучком в форвакуумном диапазоне давлений. Мониторинг массзарядового состава ионов пучковой плазмы осуществлялся с использованием модернизированного масс-анализатора остаточной атмосферы RGA-300. Показано влияние состава рабочего газа на масс-спектры ионов материала испаряемой мишени.
Приводятся результаты экспериментального исследования и численного моделирования долевого содержания ионов аргона и меди в плазме, генерируемой в планарном магнетроне постоянного тока с медной мишенью в газовом режиме (при давлении аргона уровня 0,1 Па), и в вакуумном режиме (при давлении остаточного газа 0,004 Па). Показано, что доли ионов меди в газовом и вакуумном режимах при токе разряда, достаточном для поддержания режима самораспыления (10 А), достаточно близки и
составляют 97 % и 100 %, соответственно. Результаты экспериментов и численных оценок свидетельствуют о возможности осуществления стабильного функционирования непрерывного разряда и получения потока металлических ионов в высоком вакууме в планарном магнетроне без эффектов термического испарения или сублимации
медной мишени.
В работе измерялась мощность излучения сильноточной вакуумной дуги, горящей на электродах из меди. Диапазон измерения излучения составил 100 нм 1100 нм.
Разработанная методика измерения позволила проанализировать изменение мощности излучения в зависимости от тока дуги в видимой и ультрафиолетовых частях спектра, а также, в области вакуумного ультрафиолета. Анализ полученных результатов показал, что в вакуумной дуге с сильной анодной активностью происходит пе-
рераспределение по спектру мощности излучения. Полученные результаты дали возможность оценить долю излучения в энергобалансе дуги.
Выведено аналитическое выражение для наведенного импульса тока, который возбуждается на сеточном электроде при полете заряженной микрочастицы. Полученные данные могут быть использованы для анализа скорости и угла влета микрочастиц в сеточный датчик высокоскоростных микрочастиц.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400