Resistive switching on individual V2O5 nanoparticles encapsulated in fluorinated graphene films

文献情報

出版日 2021-08-19
DOI 10.1039/D1CP02930D
インパクトファクター 3.676
著者

Artem I. Ivanov, Victor Ya. Prinz, Irina V. Antonova, Anton K. Gutakovskii


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要旨

Memristors currently attract much attention as basic building blocks for future neuromorphic electronics. Due to their unusual electronic, optical, magnetic, electrochemical, and structural properties, transition metal oxides offer much potential in the development of memristors. Recent trends in the design and fabrication of electronic devices have led to miniaturization of their working elements, with nanometer-sized structures enjoying increasing demand. In the present study, we investigated resistive switching on individual vanadium oxide (V2O5) crystal-hydrate nanoparticles, 2 to 10 nm in size, encapsulated in fluorinated graphene (FG). Measurements using a conductive atomic force microscope (c-AFM) probe showed that the core–shell V2O5/FG nanoparticles make it possible to achieve bipolar resistive switching, reproducible during 104 switching cycles, with the ON/OFF current ratio reaching 103–105. The switching voltage of the structures depends on the thickness of the FG shells of the composite particles and equals ∼2–4 V. It is shown that the encapsulation of V2O5 particles in fluorinated graphene ensures a high stability of the resistive switching effect and, simultaneously, prevents the escape of water from the crystalline vanadium oxide hydrates. A qualitative model is proposed to describe the bipolar resistive switching effect in examined structures. Results reported in the present article will prove useful in creating bipolar nanoswitches.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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