(57)【要約】  本明細書で開示される主題は、相関電子スイッチに関し得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相関電子スイッチデバイスの相関電子材料が第1のインピーダンス状態に入るように、複数の電子を前記相関電子材料に提供するステップと、
前記相関電子材料が第2のインピーダンス状態に入るように、複数のホールを前記相関電子材料に提供するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
複数の電子を前記相関電子材料に提供する前記ステップは、前記相関電子材料にわたる電圧をセット電圧よりも大きくし、かつ/または、複数のホールを前記相関電子材料に提供する前記ステップは、前記相関電子材料にわたる前記電圧をリセット電圧以上にする、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記相関電子材料にわたる前記電圧は、セット電流密度および/もしくはセット電流しきい値以上の電流密度を前記相関電子材料内に生成し、かつ/または、前記相関電子材料にわたる前記電圧は、リセット電流密度および/もしくはリセット電流しきい値以上の電流密度を前記相関電子材料内に生成する、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記相関電子材料にわたる前記セット電圧および前記相関電子材料を通るセット電流密度を超えるステップ、ならびに/または、前記相関電子材料にわたる前記リセット電圧および前記相関電子材料を通るリセット電流密度を超えるステップをさらに含む、請求項2または3に記載の方法。
【請求項５】
前記第1のインピーダンス状態は、第1のデータ値を表し、前記第2のインピーダンス状態は、第2のデータ値を表す、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記リセット電圧、前記セット電圧、および/または前記セット電圧と前記リセット電圧との間の差のうちの少なくとも1つは、前記相関電子材料の1つまたは複数の物理的特性に比例する、請求項2から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記相関電子材料の前記1つまたは複数の物理的特性は、電子の局在化に起因する強い電子ポテンシャルおよび/または電子の相関のうちの1つまたは複数を含み、前記セット電圧と前記リセット電圧との間の差は、書き込みウィンドウおよび/またはプログラミングウィンドウのうちの少なくとも1つのサイズを示す、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
不均化反応に少なくとも部分的によって、前記第1のインピーダンス状態と前記第2のインピーダンス状態との間でスイッチするステップをさらに含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記相関電子材料を前記第1のインピーダンス状態に置くための書き込み動作中に限定される外部電流に少なくとも部分的に基づいて、外部コンプライアンス条件を動的に適用することに少なくとも部分的によって、前記相関電子材料を通る電流を制御するステップをさらに含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
電圧を相関電子材料に印加するステップと、
前記相関電子材料内の電流密度および/または電流を測定することに少なくとも部分的によって、前記相関電子材料のインピーダンス状態を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項１１】
前記インピーダンス状態は、前記相関電子材料の抵抗およびキャパシタンスの組み合わせに少なくとも部分的に依存する、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記相関電子材料のインピーダンス状態を決定する前記ステップは、複数のインピーダンス状態のうちの1つを決定するステップを含み、前記複数のインピーダンス状態は、第1のインピーダンス状態および第2のインピーダンス状態を含み、前記第1のインピーダンス状態は、前記第2のインピーダンス状態についてのインピーダンスよりも低いインピーダンスを含む、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記第1のインピーダンス状態は、前記相関電子材料についてより低い抵抗およびより低いキャパシタンスを含み、前記第2のインピーダンス状態は、前記相関電子材料についてより高い抵抗およびより高いキャパシタンスを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記第1のインピーダンス状態および前記第2のインピーダンス状態についてのインピーダンスの比は、前記相関電子材料の物理的特性に比例する、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記相関電子材料の前記物理的特性は、トーマスフェルミ遮蔽長および/またはボーア半径のうちの1つまたは複数である、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記第1のインピーダンス状態は、第1のデータ値を表し、前記第2のインピーダンス状態は、第2のデータ値を表し、決定された電圧における前記第1のインピーダンス状態と前記第2のインピーダンス状態との間での電流の差は、読み出しウィンドウを示す、請求項10から15のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
第1のインピーダンス状態および第2のインピーダンス状態において動作可能な相関電子材料を含む可変インピーダデバイスを備える、装置。
【請求項１８】
前記第1のインピーダンス状態は、より低い抵抗、より低いキャパシタンス状態を含み、前記第2のインピーダンス状態は、より高い抵抗、より高いキャパシタンス状態を含む、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記第1のインピーダンス状態と前記第2のインピーダンス状態との間での前記可変インピーダデバイスのキャパシタンスの変化は、前記相関電子材料の1つまたは複数の材料特性に少なくとも部分的に依存する、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
前記可変インピーダデバイスの前記第1のインピーダンス状態から前記第2のインピーダンス状態への転移は、印加される臨界バイアスおよび臨界電流/電流密度に少なくとも部分的に依存する、請求項18または19に記載の装置。
【請求項２１】
1つまたは複数の電流および/または電圧源をさらに備え、前記第1のインピーダンス状態から前記第2のインピーダンス状態に転移するために、前記1つまたは複数の電流および/または電圧源は、前記相関電子材料内のホール濃度がしきい値を超えるように、複数のホールを前記相関電子材料に提供する、請求項18から20のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記第1のインピーダンス状態から前記第2のインピーダンス状態に転移するために、前記複数のホールの少なくとも1つは、前記相関電子材料内の複数の電子のうちの対応する少なくとも1つと再結合する、請求項21に記載の装置。
【請求項２３】
前記可変インピーダデバイスの前記第2のインピーダンス状態から前記第1のインピーダンス状態に転移するために、前記1つまたは複数の電流および/または電圧源は、前記相関電子材料内の電流および/もしくは電流密度が第1のしきい値を超えるように、かつ/または、前記相関電子材料にわたる電圧が第2のしきい値を超えるように、複数の電子を前記相関電子材料に提供する、請求項22に記載の装置。
【請求項２４】
前記相関電子材料は、1つもしくは複数の遷移金属酸化物、1つもしくは複数の希土類酸化物、周期表の1つもしくは複数のfブロック元素の1つもしくは複数の酸化物、1つもしくは複数の希土類遷移金属酸化物ペロブスカイト、イットリウム、および/またはイッテルビウムのうちの1つまたは複数を含む、請求項17から23のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
前記可変インピーダデバイスは、メモリセルを含む、請求項17から24のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記可変インピーダデバイスは、論理回路の少なくとも一部分を含む、請求項17から24のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記可変インピーダデバイスは、フィルタ回路の少なくとも一部分を含む、請求項17から24のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、相関電子スイッチデバイスに関し得る。
【背景技術】
【０００２】
例えば電子スイッチングデバイスなどの集積回路デバイスは、広範囲の電子デバイスタイプに見られることもある。例えば、メモリおよび/または論理デバイスは、コンピュータ、デジタルカメラ、携帯電話、タブレットデバイス、個人用デジタル補助装置、その他に使用されることもある電子スイッチを組み込むこともある。任意の特定のアプリケーションへの適合性を考察する際に設計者にとって興味深いこともある、メモリおよび/または論理デバイスに組み込まれることもあるなどの電子スイッチングデバイスに関連する要因は、例えば物理的サイズ、記憶密度、動作電圧、および/または電力消費を含むこともある。設計者にとって興味深いこともある他の要因の例は、製造のコスト、製造の容易さ、スケーラビリティ、および/または信頼性を含むこともある。また、より低い電力および/またはより高い速度の特徴を示すメモリおよび/または論理デバイスの必要性が増え続けているようにも見える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
特許請求される主題は、本明細書の結びの部分において特に指摘され、明確に特許請求される。しかしながら、動作の組織および/または方法に関しては両方とも、それらの目的、特徴、および/または利点と一緒に、それは、もし添付の図面とともに読まれるならば、下記の詳細な記述を参照することにより最もよく理解されることもある。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１ａ】ある実施形態による、相関電子材料を含む相関電子スイッチデバイスの例示の実施形態のブロック図を示す図である。
【図１ｂ】相関電子スイッチについての例示のシンボルを描写する図である。
【図２】ある実施形態による、相関電子スイッチの等価回路の概略図である。
【図３】ある実施形態による、相関電子スイッチについての電流密度対電圧のプロットを示す図である。
【図４】ある実施形態による、例示の複合デバイスの概略図である。
【図５】ある実施形態による、トランジスタを備える例示の複合デバイスの概略図である。
【図６】ある実施形態による、例示の相関電子スイッチデバイスについての例示の電流対電圧曲線を描写する例示のプロットを示す図である。
【図７】ある実施形態による、例示の相関電子スイッチデバイスについての例示の電流対電圧曲線を描写する例示のプロットを示す図である。
【図８】ある実施形態による、例示の相関電子スイッチデバイスについてのセット条件について集められたデータを代表する例示の電流対電圧曲線を描写する例示のプロットを示す図である。
【図９】ある実施形態による、例示の相関電子スイッチデバイスについてのリセット条件について集められたデータを代表する例示の電流対電圧曲線を描写する例示のプロットを示す図である。
【図１０】ある実施形態による、ダイオードを備える例示の複合デバイスの概略図である。
【図１１】ある実施形態による、ダイオードを含む例示の複合デバイスについて集められたデータを代表する例示の電流対電圧曲線を描写する例示のプロットを示す図である。
【図１２】ある実施形態による、相関電子スイッチデバイスを含む例示のメモリセルの概略図である。
【図１３】ある実施形態による、相関電子スイッチデバイスを含む例示のローパスフィルタ回路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
下記の詳細な記述では、その一部を形成する、添付の図面への言及がなされ、その図面では同様の数字は、全体にわたって対応する構成要素および/または類似する構成要素を示すために同様のパーツを指定してもよい。図に例示される構成要素は、説明図の簡潔さおよび/または明瞭さなどのために、必ずしも一定の縮尺で描かれていないことが、認識されよう。例えば、いくつかの構成要素の寸法は、他の構成要素に対して誇張されることもある。さらに、他の実施形態が、利用されてもよいと理解すべきである。さらに、構造的変化および/または他の変化が、特許請求される主題から逸脱することなくなされてもよい。例えば、上方、下方、最上部、底部、その他などの、方向および/または基準は、図面の議論を容易にするために使用されることもあり、かつ/または特許請求される主題の適用を制限することを目的としないこともまた留意すべきである。従って、下記の詳細な記述は、特許請求される主題および/または等価物を限定すると受け取られるべきでない。
【０００６】
一実装形態、ある実装形態、一実施形態、ある実施形態および/または同様のものへのこの明細書全体にわたる言及は、特定の実装形態および/または実施形態に関連して述べられる特定の特徴、構造、および/または特性が、特許請求される主題の少なくとも1つの実装形態および/または実施形態に含まれることを意味する。それ故に、例えばこの明細書全体にわたる様々な場所における、そのような語句の出現は、必ずしも同じ実装形態または述べられる任意の1つの特定の実装形態を指すことを目的としていない。さらに、述べられる特定の特徴、構造、および/または特性は、1つまたは複数の実装形態において様々な方法で組み合わせることが可能あり、従って、例えば目的とする請求項範囲内であることを理解すべきである。一般に、もちろん、これらの問題および他の問題は、文脈によって変化する。従って、記述および/または使用の特定の文脈は、引き出されるべき推論に関して役に立つ助言を提供する。
【０００７】
本明細書で利用される場合、用語「結合される」、「接続される」、および/または同様の用語は、一般的に使用される。これらの用語は、同義語のつもりではないことを理解すべきである。それどころか、「接続される」は一般的に、例えば2つ以上の構成要素が、電気的を含み、直接物理的に接触していることを示すために使用され、一方「結合される」は一般的に、2つ以上の構成要素が、電気的を含み、直接物理的に接触している可能性があることを意味するために使用されるが、しかしながら、「結合される」はまた一般的に、2つ以上の構成要素が、必ずしも直接接触していないが、しかしそれにもかかわらず協力するかつ/または相互作用することができるということも意味するために使用される。用語「結合される」はまた一般的に、例えば適切な文脈において、間接的に接続されることを意味するとも理解される。
【０００８】
用語「および」、「または」、「および/または」および/または同様の用語は、本明細書で使用される場合、そのような用語が使用される特定の文脈に少なくとも部分的に依存するとまた期待もされる、いろいろな意味を含む。典型的には、「または」は、A、BまたはCなどのリストを関連付けるために使用されるならば、A、B、およびCを意味することを目的とし、ここでは包括的意味で使用され、同様にA、BまたはCを意味することを目的とし、ここでは排他的意味で使用される。加えて、用語「1つまたは複数」および/または同様の用語は、任意の特徴、構造、および/もしくは特性を単数形で述べるために使用され、かつ/または特徴、構造および/もしくは特性の複数形および/もしくはある他の組み合わせを述べるためにもまた使用される。同様に、用語「〜に基づいて」および/または同様の用語は、必ずしも要因の排他的な組をカバーすることを目的としないが、しかし必ずしも明確に述べられない追加の要因の存在を許容すると理解される。もちろん、前述のものすべてについて、記述および/または使用の特定の文脈は、引き出されるべき推論に関して役に立つ助言を提供する。下記の記述は、単に1つまたは複数の説明に役立つ例を提供するだけであり、特許請求される主題は、これらの1つまたは複数の説明に役立つ例に限定されないことに留意すべきであるが、しかしながら、この場合もやはり、記述および/または使用の特定の文脈は、引き出されるべき推論に関して役に立つ助言を提供する。
【０００９】
本開示の特定の態様は、例えばメモリおよび/または論理デバイスなどにおいて、相関電子スイッチ(CES)を形成するために相関電子材料(CEM)を組み込む。CESデバイスはまた、以下でより完全に論じられるように、例えばフィルタ回路などの、他のタイプの電子回路において利用されてもよい。しかしながら、特許請求される主題の範囲は、これらの点において範囲を限定されない。この文脈において、CESは、固体構造相変化(例えば、相変化メモリ(PCM)デバイスにおける結晶質/非晶質または抵抗性RAMデバイスにおけるフィラメント形成および伝導)よりもむしろ電子相関から生じる実質的に突然の導体/絶縁体転移を示すこともある。一態様では、CESにおける実質的に突然の導体/絶縁体転移は、例えば溶融/凝固またはフィラメント形成と対照的に、量子力学的現象に対応することもある。CESにおける導電性状態と絶縁性状態との間、および/または第1のインピーダンス状態と第2のインピーダンス状態との間のそのような量子力学的転移は、いくつかの態様のいずれか1つにおいて理解されてもよい。本明細書で使用される場合、用語「導電性状態」、「より低いインピーダンス状態」、および/または「金属状態」は、交換可能であってもよく、かつ/または時には「導電性/より低いインピーダンス状態」と呼ばれることもある。同様に、用語「絶縁状態」および「より高いインピーダンス状態」は、本明細書では交換可能に使用されてもよく、かつ/または時には「絶縁性/より高いインピーダンス状態」と呼ばれることもある。
【００１０】
ある態様では、絶縁性/より高いインピーダンス状態と導電性/より低いインピーダンス状態との間での相関電子スイッチ材料の量子力学的転移は、モット(Mott)転移の観点から理解されてもよい。モット転移では、材料は、もしモット転移条件が、生じるならば、絶縁性/より高いインピーダンス状態から導電性/より低いインピーダンス状態にスイッチすることもある。モット基準は、(nc)1/3a≒0.26によって規定され、ここで、nCは、電子濃度、「a」は、ボーア(Bohr)半径である。臨界キャリア濃度が、モット基準が満たされるように達成されるとき、モット転移が、生じることになり、CESの状態は、より高い抵抗/より高いキャパシタンス状態からより低い抵抗/より低いキャパシタンス状態に変化することになる。
【００１１】
別の態様では、モット転移は、電子の局在化によって制御される。キャリアが、局在化されるとき、電子間の強いクーロン相互作用は、CEMのバンドを分裂させて絶縁体を生成する。電子が、もはや局在化されないとき、弱いクーロン相互作用が、優位を占め、バンド分裂は、除去され、金属(導電性)バンドをもたらす。これは時には、「混雑したエレベータ」現象と説明される。エレベータが、その中に数人だけを有する間は、人々は、容易に動き回ることができ、それは、導電性/より低いインピーダンス状態に似ている。他方では、エレベータが、人々のある集中度に達すると、人々は、もはや動くことができず、それは、絶縁性/より高いインピーダンス状態に似ている。しかしながら、説明に役立つために提供されるこの古典的説明は、量子現象のすべての古典的説明と同様に、ただ不完全な類推だけであり、特許請求される主題は、この点において限定されないことを理解すべきである。
【００１２】
さらなる態様では、絶縁性/より高いインピーダンス状態から導電性/より低いインピーダンス状態へのスイッチングは、抵抗の変化に加えてキャパシタンスの変化をもたらすこともある。すなわち、ある態様では、CESは、可変キャパシタンスの特性と一緒に可変抵抗の特性を含むこともある。例えば、金属状態では、CEMは、実質的にゼロの電場、従って実質的にゼロのキャパシタンスを有することもある。同様に、絶縁性/より高いインピーダンス状態(その場合電子遮蔽は、自由電子のより低い密度に起因して非常に不完全なこともある)では、外部電場がCEMに侵入できる場合があり、従ってCEMは、CEMの誘電関数の物理的変化に起因してキャパシタンスを有することになる。それ故に、例えば、CESにおける絶縁性/より高いインピーダンス状態から導電性/より低いインピーダンス状態への転移は、ある態様では、抵抗およびキャパシタの両方の変化をもたらすこともある。
【００１３】
ある実施形態では、CESデバイスは、CESデバイスのCEMの体積の大部分におけるモット転移に応答してインピーダンス状態をスイッチすることもある。ある実施形態では、CESデバイスは、「バルクスイッチ」を備えてもよい。本明細書で使用される場合、用語「バルクスイッチ」は、モット転移に応答してなど、インピーダンス状態をスイッチするCESデバイスのCEMの少なくとも大部分の体積を指す。例えば、ある実施形態では、CESデバイスのCEMの実質的にすべては、モット転移に応答して絶縁性/より高いインピーダンス状態から導電性/より低いインピーダンス状態にまたは導電性/より低いインピーダンス状態から絶縁性/より高いインピーダンス状態にスイッチすることもある。ある態様では、CEMは、1つもしくは複数の遷移金属酸化物、1つもしくは複数の希土類酸化物、周期表の1つもしくは複数のfブロック元素の1つもしくは複数の酸化物、1つもしくは複数の希土類遷移金属酸化物ペロブスカイト、イットリウム、および/またはイッテルビウムを含んでもよいが、特許請求される主題は、この点において範囲を限定されない。ある実施形態では、CESデバイスなどのデバイスは、アルミニウム、カドミウム、クロム、コバルト、銅、金、鉄、マンガン、水銀、モリブデン、ニッケル、パラジウム、レニウム、ルテニウム、銀、スズ、チタン、バナジウム、および亜鉛(それらは、酸化物または他のタイプのリガンドなどのカチオンに連結されてもよい)、またはそれらの組み合わせを含む群から選択される1つまたは複数の材料を含むCEMを含んでもよいが、特許請求される主題は、この点において範囲を限定されない。
【００１４】
図1aは、導電性端子101および103などの導電性端子間に挟まれた、材料102などのCEMを含むCESデバイスの例示の実施形態100を示す。ある実施形態では、CESデバイス100などのCESデバイスは、可変インピーダデバイスを備えてもよい。本明細書で利用される場合、用語「相関電子スイッチ」および「可変インピーダ」は、交換可能であってもよい。少なくとも部分的に、導電性端子101と103との間などの、端子間への臨界電圧および臨界電流の印加を通じて、材料102などのCEMは、前述の導電性/より低いインピーダンス状態と絶縁性/より高いインピーダンス状態との間で転移してもよい。述べられたように、可変インピーダ100などの可変インピーダデバイスにおける材料102などのCEMは、以下でより詳細に述べられるように、印加される臨界電圧および印加される臨界電流の結果として相関電子スイッチ材料の量子力学的転移に起因して第1のインピーダンス状態と第2のインピーダンス状態との間で転移してもよい。また、上で述べられたように、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスは、可変抵抗および可変キャパシタンスの両方の特性を示してもよい。
【００１５】
特定の実施形態では、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスは、相関電子スイッチ材料の量子力学的転移に起因する絶縁性/より高いインピーダンス状態と導電性/より低いインピーダンス状態との間でのCEMの少なくとも大部分の転移に少なくとも部分的に基づいて複数の検出可能なインピーダンス状態の間または中で転移してもよいCEMを含んでもよい。例えば、ある実施形態では、可変インピーダデバイスは、バルクスイッチを備えてもよく、その場合可変インピーダデバイスのCEMの実質的にすべては、モット転移に応答して絶縁性/より高いインピーダンス状態から導電性/より低いインピーダンス状態にまたは導電性/より低いインピーダンス状態から絶縁性/より高いインピーダンス状態にスイッチしてもよい。この文脈において、「インピーダンス状態」は、単に数例を提供すると、値、シンボル、パラメータおよび/または条件を示す、可変インピーダデバイスの検出可能な状態を意味する。1つの特定の実施形態では、以下で述べられるように、可変インピーダデバイスのインピーダンス状態は、読み出しおよび/または感知動作において可変インピーダデバイスの端子において検出される信号に少なくとも部分的に基づいて検出されてもよい。別の特定の実施形態では、以下で述べられるように、可変インピーダデバイスは、特定の値、シンボル、および/もしくはパラメータを表すもしくは記憶するために、かつ/または例えば「書き込み」および/もしくは「プログラム」動作において可変インピーダデバイスの端子にわたる1つまたは複数の信号の印加によって可変インピーダデバイスについて特定のキャパシタンス値を達成するために、特定のインピーダンス状態に置かれてもよい。もちろん、特許請求される主題は、本明細書で述べられる特定の例示の実施形態に範囲を限定されない。
【００１６】
図1bは、例えばCESおよび/または可変インピーダデバイスを記録するために電気回路概略図において利用されてもよい、例示のシンボル110を描写する。例示のシンボル110は、可変インピーダデバイス110などの、CESおよび/または可変インピーダデバイスの可変抵抗および可変キャパシタンス特性を見る人に思い出させることを意図されている。例示のシンボル110は、実際の回路図を表すことを意図されておらず、単に電気回路図シンボルとして意図されている。もちろん、特許請求される主題は、これらの点において範囲を限定されない。
【００１７】
図2は、可変インピーダデバイス100などの、例示の可変インピーダデバイスの等価回路の概略図を描写する。述べられたように、可変インピーダデバイスは、可変抵抗および可変キャパシタンスの両方の特性を含んでもよい。例えば、可変インピーダデバイスについての等価回路は、ある実施形態では、可変キャパシタ220などの可変キャパシタと並列に可変抵抗器210などの可変抵抗器を備えてもよい。もちろん、可変抵抗器210および可変キャパシタ220は、個別コンポーネントを備えるとして図2に描写されるが、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスは、CEM102などの、実質的に均質のCEMを含んでもよく、その場合CEMは、可変キャパシタンスおよび可変抵抗の特性を含む。
【００１８】
以下の表1は、可変インピーダデバイス100などの、例示の可変インピーダデバイスについての例示の真理値表を描写する。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
ある実施形態では、例示の真理値表120は、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスの抵抗が、より低い抵抗状態と、少なくとも部分的にCEMにわたって印加される電圧の関数である、より高い抵抗状態との間で転移してもよいことを示す。ある実施形態では、より低い抵抗状態の抵抗は、より高い抵抗状態の抵抗よりも10〜100,000倍低いこともあるが、特許請求される主題は、この点において範囲を限定されない。同様に、例示の真理値表120は、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスのキャパシタンスが、例示の実施形態について、近似的にゼロまたは非常に小さいキャパシタンスを備えることもある、より低いキャパシタンス状態と、少なくとも部分的にCEMにわたって印加される電圧の関数である、より高いキャパシタンス状態との間で転移してもよいことを示す。可変インピーダは、抵抗器ではなく、むしろ可変キャパシタンスおよび可変抵抗の両方の特性を有するデバイスを備えることに留意すべきである。ある実施形態では、抵抗および/またはキャパシタンス値は、少なくとも部分的に、印加される電圧に依存する。
【００２１】
図3は、ある実施形態による、例示の可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスについての、導電性端子101および103などの導電性端子にわたる電流密度対電圧のプロットを示す。少なくとも部分的に、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスの端子に印加される電圧に基づいて(例えば、書き込み動作において)、CEM102などのCEMは、導電性/より低いインピーダンス状態または絶縁性/より高いインピーダンス状態に置かれてもよい。例えば、電圧Vresetおよび電流密度Jresetの印加は、可変インピーダデバイスを絶縁性/より高いインピーダンス状態に置いてもよく、電圧Vsetおよび電流密度Jsetの印加は、可変インピーダデバイスを導電性/より低いインピーダンス状態に置いてもよい。すなわち、ある実施形態では、「セット」条件は、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスを導電性/より低いインピーダンス状態に置いてもよく、「リセット」条件は、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスを絶縁性/より高いインピーダンス状態に置いてもよい。可変インピーダデバイスをより低いインピーダンス状態にまたはより高いインピーダンス状態に置くことに続いて、可変インピーダデバイスの特定の状態は、少なくとも部分的に電圧Vreadの印加(例えば、読み出し動作において)ならびに可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスの導電性端子101および103などの端子における電流または電流密度の検出によって検出されてもよい。
【００２２】
ある実施形態では、可変インピーダデバイスのCEMは、例えばペロスコバイト(peroskovite)、モット絶縁体、電荷交換絶縁体、および/またはアンダーソン無秩序絶縁体(Anderson disorder insulator)などの、例えば任意のTMOを含んでもよい。特定の実施形態では、CESデバイスは、数例を提供すると、ニッケル酸化物、コバルト酸化物、鉄酸化物、イットリウム酸化物などの材料およびCrドープのチタン酸ストロンチウム、チタン酸ランタンなどのペロスコバイト、ならびにマンガン酸プラエシジウムカルシウム(praesydium calcium manganite)およびマンガン酸プラエシジウムランタンを含むマンガン酸塩族から形成されてもよい。ある実施形態では、不完全なdおよびf軌道殻を有する元素を組み込む酸化物は、CESデバイスに使用するのに十分なインピーダンススイッチング特性を示してもよい。ある実施形態では、CESは、電鋳法なしに準備されてもよい。他の実施形態は、特許請求される主題から逸脱することなく他の遷移金属化合物を用いてもよい。例えば、{M(chxn)2Br}Br2があり、ここで、Mは、Pt、Pd、またはNiを含んでもよく、chxnは、1R、2R-シクロヘキサンジアミンを含み、他のそのような金属錯体は、特許請求される主題の範囲から逸脱することなく使用されてもよい。
【００２３】
一態様では、図1の可変インピーダデバイスは、TMO金属酸化物可変インピーダンス材料を含む材料を含んでもよいが、これらは、例示にすぎず、特許請求される主題の範囲を限定することを目的としていないことを理解すべきである。特定の実装形態は、他の可変インピーダンス材料を同様に用いてもよい。ニッケル酸化物、NiOは、1つの特定のTMOとして開示される。本明細書で論じられるNiO材料は、ある実施形態では、外因性(extrinsic)リガンドをドープされてもよく、それは、界面(interfacing)を不動態化し、調整可能な電圧およびインピーダンスを可能にすることによって可変インピーダンス特性を安定にすることができる。特定の実施形態では、本明細書で開示さるNiO可変インピーダンス材料は、炭素含有リガンドを含んでもよく、それは、NiO(Cx)によって示されてもよい。ここで、当業者は、ある実施形態では、単に原子価を平衡させることによって、任意の特定の炭素含有リガンドおよびNiOとの炭素含有リガンドの任意の特定の組み合わせについてxの値を決定してもよい。別の特定の例示の実施形態では、外因性リガンドをドープされたNiOは、NiO(Lx)と表されてもよく、ここで、Lxは、リガンド元素または化合物であり、xは、NiOの1ユニットについてのリガンドのユニット数を示す。当業者は、ある実施形態では、単に原子価を平衡させることによって、任意の特定のリガンドおよびNiOまたは任意の他の遷移金属とのリガンドの任意の特定の組み合わせについてxの値を決定してもよい。
【００２４】
ある実施形態によると、もし十分なバイアスが、印加され(例えば、バンド分裂ポテンシャルを超え)、前述のモット条件が、満たされる(注入電子ホール=スイッチング領域内の電子)ならば、可変インピーダデバイスは、モット転移を介して導電性/より低いインピーダンス状態から絶縁体状態に急速にスイッチしてもよい。これは、図3でのプロットの点308において生じる。この点において、電子は、もはや遮蔽されず、局在的になる。この相関は、バンドを分裂させて、絶縁体を形成する。可変インピーダデバイスのCEMはなお、絶縁性/より高いインピーダンス状態にあるが、電流が、ホールの輸送によって生成されてもよい。もし十分なバイアスが、可変インピーダデバイスの端子にわたって印加されるならば、電子は、MIMデバイスのポテンシャル障壁を超えて金属-絶縁体-金属(MIM)ダイオードに注入されてもよい。もし十分な電子が、注入され、十分なポテンシャルが、セット条件を達成するために端子にわたって印加されるならば、電子の増加は、電子を遮蔽して、電子の局在化を除去することもあり、それは、バンド分裂ポテンシャルを崩壊させて、金属を形成することもあり、それによって可変インピーダデバイスを導電性/より低いインピーダンス状態に置く。
【００２５】
ある実施形態によると、可変インピーダデバイスのCEM内の電流は、可変インピーダデバイスを導電性/より低いインピーダンス状態に置くためのセット条件を達成するために書き込み動作中に制限される外部電流に少なくとも部分的に基づいて決定される外部から印加される「コンプライアンス」条件によって制御されてもよい。この外部から印加されるコンプライアンス電流はまた、その後のリセット条件電流密度要件も設定する。図3の特定の実装形態に示されるように、可変インピーダデバイスを導電性/より低いインピーダンス状態に置くために点316において書き込み動作中に印加される電流密度Jcompは、その後の書き込み動作において可変インピーダデバイスを絶縁性/より高いインピーダンス状態に置くためのコンプライアンス条件を決定してもよい。図示されるように、可変インピーダデバイスのCEMは実質的に、点308における電圧Vresetでの電流密度Jreset≧Jcompの印加によって絶縁性/より高いインピーダンス状態に置かれてもよく、ここで、Jcompは、ある実施形態では、外部から印加されてもよい。
【００２６】
外部から印加されるコンプライアンス電流などのコンプライアンス電流は従って、モット転移についてはホールによって「捕獲される」はずである、可変インピーダデバイスのCEM内の電子の数を設定してもよい。言い換えれば、可変インピーダデバイスを導電性/より低いインピーダンス状態に置くために書き込み動作において印可される電流は、その後に可変インピーダデバイスを絶縁性/より高いインピーダンス状態に転移させるために可変インピーダデバイスのCEMに注入されるべきホールの数を決定してもよい。以下でより完全に論じられるように、コンプライアンス電流は、動的に印加されてもよい。
【００２７】
上で指摘されたように、絶縁性/より高いインピーダンス状態への転移は、点308においてモット転移に応答して生じてもよい。上で指摘されたように、そのようなモット転移は、電子の濃度nが、電子ホールの濃度pに等しいという、可変インピーダデバイスのCEM内の条件において生じてもよい。この条件は、次のモット基準が、次の通りに式(1)によって表されるように満たされるとき、生じる。
【００２８】
【数１】
2018528608.tif 000004
【００２９】
ここで、
λTFは、トーマスフェルミ(Thomas Fermi)遮蔽長であり、
Cは、モット転移について近似的に0.26に等しい定数である。
【００３０】
ある実施形態によると、図3に示されるプロットの領域304内の電流または電流密度は、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスの端子101および103などの端子にわたって印加される電圧信号からホールの注入に応答して存在してもよい。ここで、臨界電圧VMIが、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスの端子101および103などの端子にわたって印加されるので、ホールの注入は、電流IMIにおける導電性から絶縁体への転移についてモット転移基準を満たしてもよい。これは、次の通りに式(2)に従ってモデル化されてもよい。
【００３１】
【数２】
2018528608.tif 000005
【００３２】
ここで、Q(VMI)は、注入される電荷(ホールまたは電子)であり、印加される電圧の関数である。本明細書で使用される場合、表記「MI」は、金属-絶縁体転移を表し、表記「IM」は、絶縁体-金属転移を表す。すなわち、「VMI」は、CEMを導電性/より低いインピーダンス状態から絶縁性/より高いインピーダンス状態に転移させるための臨界電圧を指し、「IMI」は、臨界電流を指す。同様に、「VIM」は、CEMを絶縁性/より高いインピーダンス状態から導電性/より低いインピーダンス状態に転移させるための臨界電圧を指し、「IIM」は、臨界電流を指す。
【００３３】
モット転移を可能にするためのホールの注入は、バンド間で臨界電圧VMIおよび臨界電流IMIに応答して生じてもよい。式(1)に従って式(2)でのIMIによって注入されるホールによってモット転移をもたらすために必要とされる電荷濃度と電子濃度nを同等とみなすことによって、トーマスフェルミ遮蔽長λTFへのそのような臨界電圧VMIの依存性は、次の通りに式(3)に従ってモデル化されてもよい。
【００３４】
【数３】
2018528608.tif 000006
【００３５】
ここで、ACEMは、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスのCEM102などのCEMの断面積であり、例示のプロット300の点308に描写されるJreset(VMI)は、可変インピーダデバイスのCEMを絶縁性/より高いインピーダンス状態に置くために臨界電圧VMIにおいてCEMに印加されるべき、CEM102などのCEMを通る電流密度である。ある実施形態では、CEMは、少なくとも部分的に不均化反応によって導電性/より低いインピーダンス状態と絶縁性/より高いインピーダンス状態との間でスイッチされることもある。
【００３６】
ある実施形態によると、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスのCEM102などのCEMは、モット転移基準を満たすために十分な数の電子の注入によって導電性/より低いインピーダンス状態に(例えば、絶縁性/より高いインピーダンス状態から転移することによって)置かれてもよい。
【００３７】
可変インピーダデバイスのCEMを導電性/より低いインピーダンス状態に転移させる際に、十分な電子が、注入され、可変インピーダデバイスの端子にわたるポテンシャルが、臨界スイッチングポテンシャル(例えば、Vset)を乗り越えるので、注入電子は、二重占有(double-occupied)電子を遮蔽し、非局所化し始めて、不均化反応を逆にし、バンドギャップを閉じる。導電性/より低いインピーダンス状態への転移を可能にする臨界電圧VMIにおける金属-絶縁体モット転移において可変インピーダデバイスのCEMを導電性/より低いインピーダンス状態に転移させるための、図3の点314に描写される電流密度Jset(VMI)は、次の通りに式(4)に従って表されてもよい。
【００３８】
【数４】
2018528608.tif 000007
【００３９】
ここで、
aBは、ボーア半径である。
【００４０】
ある実施形態によると、読み出し動作において可変インピーダデバイスのメモリ状態を検出するための「読み出しウィンドウ」302は、可変インピーダデバイスのCEMが絶縁性/より高いインピーダンス状態にある間の図3のプロットの一部分306と、可変インピーダデバイスのCEMが導電性/より低いインピーダンス状態にある間の図3のプロットの一部分304との間の読み出し電圧Vreadにおける差として設定されてもよい。特定の実装形態では、読み出しウィンドウ302は、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスの相関電子スイッチ材料102などのCEMのトーマスフェルミ遮蔽長λTFを決定するために使用されてもよい。例えば、電圧Vresetにおいて、電流密度JresetおよびJsetは、次の通りに式(5)に従って関連付けられてもよい。
【００４１】
【数５】
2018528608.tif 000008
【００４２】
ここで、Joffは、Vresetにおいて絶縁性/より高いインピーダンス状態にあるCEMの電流密度を表す。例えば、図3の点309を参照されたい。
【００４３】
別の実施形態では、可変インピーダデバイスのCEMを書き込み動作において絶縁性/より高いインピーダンスまたは導電性/より低いインピーダンスの状態に置くための「書き込みウィンドウ」310は、VresetとVsetとの間の差として設定されてもよい。|Vset|>|Vreset|を確立することは、導電性/より低いインピーダンス状態と絶縁性/より高いインピーダンス状態との間のスイッチを可能にしてもよい。Vresetは、相関によって引き起こされるバンド分裂ポテンシャルを近似的に含んでもよく、Vsetは、バンド分裂ポテンシャルの2倍を近似的に含んでもよく、その結果読み出しウィンドウは、近似的にバンド分裂ポテンシャルを含んでもよい。特定の実装形態では、書き込みウィンドウ310のサイズは、少なくとも部分的に可変インピーダデバイスのCEMの材料およびドーピングによって決定されてもよい。
【００４４】
ある実施形態では、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスのインピーダンス状態として表される値を読み出すためのプロセスは、電圧が可変インピーダデバイスのCEMに印加されることを含んでもよい。可変インピーダデバイスのCEM内の電流および/または電流密度のうちの少なくとも1つが、測定されてもよく、可変インピーダデバイスのCEMのインピーダンス状態は、ある実施形態では、少なくとも部分的に測定された電流および/または電流密度に基づいて決定されてもよい。
【００４５】
加えて、ある実施形態では、インピーダンス状態のインピーダンスは、少なくとも部分的に可変インピーダデバイスのCEMのキャパシタンスおよび抵抗の組み合わせに依存することもある。ある実施形態では、決定されるインピーダンス状態は、複数のインピーダンス状態のうちの1つを含んでもよい。例えば、第1のインピーダンス状態は、より低い抵抗およびより低いキャパシタンスを含んでもよく、第2のインピーダンス状態は、より高い抵抗およびより高いキャパシタンスを含んでもよい。また、ある実施形態では、複数のインピーダンス状態のインピーダンスの比は、可変インピーダデバイスのCEMの物理的特性に比例することもある。ある実施形態では、可変インピーダデバイスのCEMの物理的特性は、トーマスフェルミ遮蔽長およびボーア半径のうちの少なくとも1つを含んでもよい。さらに、ある実施形態では、複数のインピーダンス状態の個々のインピーダンス状態は、データ値と関連付けられてもよい。加えて、ある実施形態では、所定の電圧における第1のインピーダンス状態と第2のインピーダンス状態との間での電流の差は、読み出しウィンドウの指標を提供する。しかしながら、特許請求される主題は、これらの点において範囲を限定されない。
【００４６】
ある実施形態では、複数の電子は、可変インピーダデバイスのCEMが、第1のインピーダンス状態に入るように、CEMに提供されてもよい。複数のホールは、CEMが、第2のインピーダンス状態に入るように、CEMに提供されてもよい。また、ある実施形態では、複数の電子は、CEMにわたる電圧をセット電圧しきい値よりも大きくすることもあり、複数のホールは、CEMにわたる電圧をリセット電圧しきい値以上にすることもある。さらに、ある実施形態では、CEMにわたる電圧は、CEM内の電流密度をセット電流密度および/またはセット電流以上にすることもあり、CEMにわたる電圧は、CEM内の電流密度をリセット電流密度および/またはリセット電流以上にすることもある。
【００４７】
また、ある実施形態では、可変インピーダデバイスのCEMにわたるセット電圧およびCEMを通るセット電流密度は、超えられてもよい。加えて、可変インピーダデバイスのCEMにわたるリセット電圧およびCEMを通るリセット電流密度は、超えられてもよい。さらに、ある実施形態では、複数のインピーダンス状態の個々のインピーダンス状態は、データ値と関連付けられてもよい。
【００４８】
ある実施形態では、リセット電圧、セット電圧、およびセット電圧とリセット電圧との間の差のうちの少なくとも1つは、可変インピーダデバイスのCEMの物理的特性に比例する。CEMの物理的特性は、例えば電子の局在化に起因する強い電子ポテンシャル、および/または電子の相関のうちの少なくとも1つを含んでもよい。また、ある実施形態では、セット電圧とリセット電圧との間の差は、書き込み/プログラムウィンドウのうちの少なくとも1つのサイズの指標を提供してもよい。
【００４９】
図4は、例示の複合デバイスの実施形態400の概略図を描写する。本明細書で利用される場合、用語「複合デバイス」は、電流源410などの、電流および/または電圧源に結合される、CES420などのCESを指す。ある実施形態では、複合デバイス挙動は、少なくとも部分的に、CES420などのCESが、電流源410などの、外部電流および/または電圧源に結合されるとき、どのように振る舞うかによって規定されてもよい。例示の電流源は、ある実施形態では、ダイオードおよび/またはトランジスタを含んでもよいが、限定はされない。上で述べられたように、CES420などのCESは、セット条件を達成するためにかつ/またはリセット条件を達成するために、臨界電圧および臨界電流の両方の条件を必要とすることもある。ある実施形態では、セットおよびリセット条件は、固有の物理的作用を含む。例えば、セットおよび/またはリセット条件は、ホールおよび/または電子をCESデバイスのCEMに注入するために特定のキャリア密度(すなわち、モット基準を満たすために)および印加バイアスを個々に必要とする。従って、CES420などのCESは、ある実施形態では、電流源410などの、異なる電流および/または電圧源と結合されるとき、異なる個別特性を示すこともある。それ故に、CES420などのCESを電流源410などの、異なる電流および/または電圧源に結合することは、少なくとも部分的に特定の電流および/または電圧源に依存する特性を示す異なる複合デバイスをもたらすこともある。CESは、1つのインピーダンス状態から別のものに転移するために臨界電圧および電流の両方を(どちらか一方とは反対に)必要とするので、複合デバイス挙動は、少なくとも部分的に電流/電圧源の特性に応じて、大きく変わる可能性がある。複合デバイス挙動が、少なくとも部分的にCESに結合される特定の電流および/または電圧源に依存することもあるということは、以下の式(6)によって表される、次のキルヒホッフの電流則(Kirchhoff Current Law)方程式の調査を通じて理解されてもよい。
【００５０】
【数６】
2018528608.tif 000009
【００５１】
ここで、σは、CEM伝導率を表し、ACEMは、CESデバイスのCEMの面積を表し、dCEMは、CESデバイスのCEMの深さまたは厚さを表す。
【００５２】
上記の式(6)から、CESについて導電性/より低いインピーダンス状態から絶縁性/より高いインピーダンス状態へのまたは絶縁性/より高いインピーダンス状態から導電性/より低いインピーダンス状態へのスイッチングのための基準は、少なくとも部分的にCEM設計によって決定されることもあるということが、分かることもある。ある実施形態では、CEM材料組成および/または寸法が、スイッチング基準に影響を及ぼすこともある。例えば、CEM面積の増加は、ある実施形態では、臨界電流(Icritical)および/または臨界電圧(Vcritical)の増加をもたらすこともある。同様に、CES420などのCESを通る電流は、少なくとも部分的にスイッチングのための臨界電圧および臨界電流の二重の依存性に起因して、電流源410などの、電流および/または電圧源の特定の特性に少なくとも部分的に依存することもある。また、ある実施形態では、CES420などのCESのCEM内部でのモット転移は、電流源410などの、特定の電流および/または電圧源の1つまたは複数の特性を介して制御されかつ/または決定されてもよい。
【００５３】
図5は、CES520などのCESに結合される電流源として、トランジスタ510などのトランジスタを備える例示の複合デバイスの実施形態500の概略図を描写する。ある実施形態では、電圧源(VDD)540などの電圧源が、トランジスタ510などのトランジスタおよびCES520などのCESデバイスにわたって印加されてもよい。電圧源(Vg)530などの追加の電圧源が、トランジスタ510などのトランジスタに印加されてもよい。例えば、Vg530は、ある実施形態では、トランジスタ510などのNMOSトランジスタのゲートに印加されてもよい。以下の式(7)によって表されるキルヒホッフの電流則方程式は、例示のCES520に結合される例示のトランジスタ510を備える例示の複合デバイス500の1つまたは複数の特性を考えるために利用されてもよい。
【００５４】
【数７】
2018528608.tif 000010
【００５５】
ここで、ある実施形態では、Idsは、トランジスタ510などのトランジスタを通る電流を表し、Vdsは、トランジスタ510のソースおよびドレイン端子511および512にわたるなどの、トランジスタにわたる電圧を表し、Vgsは、トランジスタ510のゲートおよびソース端子513および511にわたるなどの、トランジスタに印加される電圧を表す。加えて、Rdsは、トランジスタ510のドレイン端子512とソース端子511との間などの、トランジスタの抵抗を表す。
【００５６】
上記の式(7)に見られることもあるように、CES520などのCESデバイスのCEMを通る電流は、トランジスタ510などのトランジスタおよびCES520などのCESデバイスの両方にわたって印加されるVDD540などの電圧に少なくとも部分的に依存することもあり、またトランジスタ510のゲート端子513などの、トランジスタの端子に印加されるVg530などの電圧に少なくとも部分的に依存することもある。従って、CES520などのCESデバイスのCEM内部のモット転移は、ある実施形態では、少なくとも部分的にトランジスタ510などのトランジスタの電圧および/または特性を介して制御されかつ/または決定されてもよい。例えば、トランジスタ510のVdsなどの、トランジスタにわたる電圧降下は、トランジスタ510などのトランジスタのゲート端子513などの端子に印加されるVg530などの電圧に応じて低減されかつ/または増加されてもよい。同様に、トランジスタ510などのトランジスタのゲート端子513などの端子に印加されるVg530などの電圧は、CES520などのCESデバイスのCEM内のホールおよび/または電子の注入を制御してもよい。加えて、ある実施形態では、CES520などのCESデバイスのCEMについての臨界電圧は、少なくとも部分的にトランジスタ510のソースおよびドレイン端子511および512にわたるVdsなどの、トランジスタにわたる電圧によって、かつ/またはトランジスタ510などのトランジスタおよびCES520などのCESデバイスの両方にわたって印加される、VDD540などの電圧によって設定されてもよい。例えば、CES520についての臨界電圧は、少なくとも部分的に、トランジスタ510のVdsによってかつ/またはVDD540によって決定されてもよい。同様に、例えば、臨界電流は、ある実施形態では、少なくとも部分的に、トランジスタ510のゲート端子513に印加されるVg530によって決定されてもよい。
【００５７】
以下に提供される式(8)は、CEMが、導電性/より低いインピーダンス状態に置かれるときなどの、σが、比較的大きいときの、上で提供される式(7)の特別な場合を表す。
【００５８】
【数８】
2018528608.tif 000011
【００５９】
CESデバイスのCEMが、導電性/より低いインピーダンス状態に置かれるときなどの、σが、比較的大きいという状況については、電流は、あまり電圧降下せずに、CES520などのCESデバイスを通り抜けることもある。従って、式(8)から分かるように、CES520などのCESデバイスを流れる電流は、ある実施形態では、少なくとも部分的に、トランジスタ510などのトランジスタに印加されるVDD540などの電圧、およびトランジスタ510のRdsなどの、トランジスタの抵抗に依存することもある。トランジスタ510などのトランジスタの抵抗が、CES520などのCESデバイスを流れる電流の量を決定する、この状況は、例えば、CESデバイスが、導電性/より低いインピーダンス状態にある間、トランジスタの抵抗が、CESデバイスの抵抗よりも著しく大きいときに生じることもある。
【００６０】
以下に提供される式(9)は、CEMが、絶縁性/より高いインピーダンス状態に置かれるときなどの、σが、比較的小さいときの、上記の式(7)の特別な場合を表す。
【００６１】
【数９】
2018528608.tif 000012
【００６２】
CESデバイスのCEMが、絶縁性/より高いインピーダンス状態に置かれるときなどの、σが、比較的小さいという状況については、トランジスタ510などのトランジスタを通る電流は、CES520などのCESデバイスのCEMの抵抗によって実質的に制御されかつ/または決定されてもよい。そのような状況では、VDD540は、ある実施形態では、少なくとも部分的にCES520にわたるより大きい電圧降下に起因してVdsを近似することもある。
【００６３】
CES520などのCESに結合されるトランジスタ510などのトランジスタを備える複合デバイス500などの複合デバイスの例示の実施形態を続けると、図6は、CESデバイス520などのCESデバイスについての例示の電流対電圧曲線を描写する例示のプロット600を示す。例示のプロット600について、CES520などのCESデバイスのCEMの特定のエリアサイズに対応する臨界電流621が、示される。CES520などのCESデバイスのCEMの第2の特定のエリアサイズに対応する第2の臨界電流622もまた、描写される。例示のプロット600について、臨界電流622に対応するCEMエリアは、臨界電流621に対応するCEMエリアよりも大きい。それ故に、例示のプロット600は、CEMエリアの増加が、臨界電流の増加をもたらすこともあり、それによってCES520などのCESデバイスのスイッチング挙動、および拡大解釈すれば、複合デバイス500などの複合デバイスのスイッチング挙動に影響を及ぼすということを示す。
【００６４】
前に論じられたように、モット転移が生じるためには、臨界電流および臨界電圧の両方が、CES520などのCESデバイスのCEM内で達成される必要がある。プロット600に描写される例について、臨界電流621に対応するより小さいCEMエリアについては、点601において、臨界電流および臨界電圧が、達成され、モット転移が、生じる。臨界電流622に対応するより大きいCEMエリアについては、臨界電流および臨界電圧は、点602において達成される。もちろん、特許請求される主題は、本明細書で述べられる具体例に範囲を限定されない。
【００６５】
CES520などのCESに結合されるトランジスタ510などのトランジスタを備える複合デバイス500などの複合デバイスの例示の実施形態を続けると、図7は、CESデバイス520などのCESデバイスについて、曲線701〜704などの、例示の電流対電圧曲線を描写する例示のプロット700を示す。曲線701〜704などの、様々な例示の曲線は、ある実施形態では、複合デバイス500などの複合デバイスのトランジスタ510などのトランジスタのゲート端子513などの端子に印加されてもよい、Vg530の異なる値などの、異なる電圧に対応する電流対電圧特性を表すこともある。プロット700に描写される例について、曲線704は、曲線703についてのVg530を超えることもあるVg530に対応する。同様に、曲線703は、曲線702についてのVg530を超えることもあるVg530に対応し、曲線702は、曲線701についてのVg530を超えることもあるVg530に対応する。臨界電流値720は、臨界電圧値710と一緒に描写される。前に述べられたように、セットおよび/またはリセット条件を引き起こすためには、すなわちモット転移を引き起こすためには、臨界電流および臨界電圧の両方が、例えばCES520などのCESデバイスのCEM内で達成されなければならない。
【００６６】
図7のプロット700に描写される例について、例示の曲線701に対応するVg530は、臨界電流値720が、決して達せられないので、セットおよび/またはリセット条件を引き起こすのに不十分であるということになる。しかしながら、例示の曲線702、703、および/または704に対応するVg530は、セットおよび/またはリセット条件を生じさせるのに十分であるということになる。さらに、以下でより詳細に説明されるように、Vg530についての異なる値は、例えば、RsdおよびIdsについて異なる値をもたらすこともある。加えて、もし異なるコンプライアンス電流が、利用されるならば、セットおよび/またはリセット条件について臨界電圧の比較的小さい変化がまたあってもよい。
【００６７】
図8は、例示の複合デバイス500などの複合デバイスのCES520などの例示のCESについてのセット条件、または言い換えれば、より高いインピーダンス状態からより低いインピーダンス状態への転移について、Vg530の異なる例示の値について集められたデータを代表するいくつかの例示の電流対電圧曲線を描写する例示のプロット800である。前に述べられたように、コンプライアンス電流は、CES520などのCESに外部から印加されてもよい。図8の例示のプロット800に描写されるように、Vg530などのVgは、コンプライアンスを動的に変えるために利用されてもよい。また、図8に描写される例について、Vg=0.7Vについてのセット条件は、モット転移についての臨界基準が、達せられてないので、達成されてないこともある。
【００６８】
図9は、例示の複合デバイス500などの複合デバイスのCES520などの例示のCESについてのリセット条件、または言い換えれば、導電性/より低いインピーダンス状態から絶縁性/より高いインピーダンス状態への転移について、Vg530の異なる値について集められたデータを代表するいくつかの例示の電流対電圧曲線を描写する例示のプロット900である。また前にも述べられ、例示のプロット800にも描写されたように、コンプライアンス電流は、CES520などのCESデバイスのCEM内の電子数を設定してもよく、それは、リセット条件(例えば、導電性/より低いインピーダンス状態から絶縁性/より高いインピーダンス状態へのモット転移)について注入すべきホールの量を決定してもよい。図9に描写される例示のプロット900に見られることもあるように、セット条件中に印加されるVgについての異なる値は、ある実施形態では、リセット条件について異なる電流対電圧曲線特性をもたらすこともある。上で述べられたように、800に描写されるデバイス結果は、0.7Vがモット転移についての臨界基準に達しなかったので、0.7Vに設定しなかったために、Vg=0.7Vについて描写されるリセットはないということにもまた留意されたい。
【００６９】
図3に関連して前に論じられたように、CES520などのCESを導電性/より低いインピーダンス状態(すなわち、セット条件)に置くための書き込み動作中に印加される電流および/または電流密度は、その後の書き込み動作においてCES520などのCESを絶縁性/より高いインピーダンス状態(すなわち、リセット条件)に置くためのコンプライアンス条件を決定してもよい。図3に描写されるように、CES520などのCESデバイスのCEMは、ある実施形態では、電圧Vresetにおける電流密度Jreset≧Jcompの印加によって絶縁性/より高いインピーダンス状態(すなわち、リセット条件)にその後置かれてもよく、ここで、Jcompは、外部から印加されてもよい。
【００７０】
従って、Vg530を介して外部から印加されてもよいなどの、コンプライアンス電流は、CES520などのCESデバイスのCEM内の電子数を決定してもよく、それらは、リセット条件についてのモット転移について電子ホールによって「捕獲される」はずである。言い換えれば、CESデバイスを導電性/より低いインピーダンス状態に置くための書き込み動作において印加される電流は、その後にCESのCEMを絶縁性/より高いインピーダンス状態に転移させるためにCESデバイスのCEMに注入すべきホールの数を決定してもよい。また、ある実施形態について、リセットの後、システムは、どんな前のコンプライアンスの記憶を失ってもよく、コンプライアンス条件は、その後のセット条件中に再印加される必要があってもよい。この挙動は、上で述べられた図8および図9に描写される。
【００７１】
図10は、ダイオード1010などのダイオードに結合されるCES1020などのCESデバイスを備える例示の複合デバイスの実施形態1000を描写する概略図である。ある実施形態では、ダイオード1010は、ダイオード1010およびCES1020の両方にわたって印加されるVDD1030などの電圧と一緒に、電流および/または電圧源を備えてもよい。ダイオード1010などのダイオードを備える複合デバイス1000などの複合デバイスについての挙動の特徴は、以下の式(10)によって述べられてもよい。
【００７２】
【数１０】
2018528608.tif 000013
【００７３】
ここで、Vceは、ダイオード1010などのダイオードの端子1011および1012などの端子にわたる電圧を表す。
【００７４】
図11は、例示のセット条件について集められたデータを代表する例示の電流対電圧曲線1102および例示のリセット条件について集められたデータを代表する例示の曲線1103を含む例示のプロット1100を描写する。例示の曲線1101は、例えば、例示の複合デバイス1000のダイオード1010の端子1011および1012にわたって観測されることもあるなどの、ダイオードだけについての例示の電流対電圧データを描写する。例示のプロット1100に描写されるように、複合デバイス1000などの複合デバイスのための電流および/または電圧源としての、ダイオード1010などのダイオードの利用は、ダイオードにわたる電圧降下に起因してダイオード/CES-リセット1103(Vreset)およびダイオード/CES-セット1102(Vset)の両方の移動をもたらす。例えば、ダイオード1010などのダイオードは、スイッチングが、生じることができるように、臨界電圧が、CES1020などのCESデバイスにわたって展開され得る前に、かつ臨界電流が、展開され得る前にオンになる必要がある。
【００７５】
前に述べられたように、複合デバイス1000などの複合デバイスについて、CES1020などのCESデバイスは、ある実施形態では、ダイオード1010などの、電流および/または電圧源の特徴的挙動を取ってもよい。ある実施形態では、CES1020などのCESデバイスを通る電流は、ダイオード1010などのダイオードの端子1011および1012などの端子にわたるVceなどの電圧に依存することもある。ある実施形態では、ダイオード1010などのダイオードの端子1011および1012などの端子にわたるVceなどの電圧は、複合デバイス1000などの複合デバイスについての臨界電圧および臨界電流を設定してもよい。以下の式(11)は、CEMが、導電性/より低いインピーダンス状態に置かれるときなどの、σが、比較的大きいときの、式(10)の特別な場合を表す。
【００７６】
【数１１】
2018528608.tif 000014
【００７７】
以下の式(12)は、CEMが、絶縁性/より高いインピーダンス状態に置かれるときなどの、σが、比較的小さいときの、式(10)の特別な場合を表す。
【００７８】
【数１２】
2018528608.tif 000015
【００７９】
CESデバイスのCEMが、導電性/より低いインピーダンス状態に置かれるときなどの、σが、比較的大きいという状況については、CES1020などのCESデバイスを通る電流は、ダイオード1010などのダイオードによって支配されてもよい。CES1020などのCESデバイスのCEMが、絶縁性/より高いインピーダンス状態に置かれるときなどの、σが、比較的小さいという状況については、CES1020などのCESデバイスを通る電流は、主にダイオード1010などのダイオードの抵抗によって決定されてもよい。トランジスタ510を備える例示の複合デバイス500と比較すると、ダイオード1010を備える例示の複合デバイス1000についての可能性がある挙動のオプションは、より限定される。これは主に、ある実施形態では、Vceが、電流/電圧源としてダイオードを実施する複合デバイスについて変えることができる唯一の電圧であるという事実に起因している。
【００８０】
上で述べられたように、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスともまた呼ばれる、CESデバイスは、広範囲の電子デバイスタイプにおいて実施されてもよい。例えば、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスは、論理回路、メモリ回路、フィルタ回路、その他に利用されてもよい。一般的に言えば、可変インピーダデバイス100などの可変インピーダデバイスは、可変インピーダデバイスの可変抵抗および/または可変キャパシタンス特性から恩恵を受けることもある、現在存在しているまたは将来に存在すべき、任意の回路またはデバイスに利用されてもよい。
【００８１】
例えば、ある実施形態では、可変インピーダデバイス100などのCESデバイスは、例えばメモリセルにおいて実施されてもよい。1つまたは複数の実施形態では、CESメモリは、CESを含む可変インピーダメモリセル、メモリデバイスに提供される信号に応じて可変インピーダメモリセルを第1のインピーダンス状態または第2のインピーダンス状態に置くための書き込み回路、およびメモリセルのインピーダンス状態を感知し、メモリセルの感知された状態に対応する電気信号を提供するための読み出し回路を備えてもよい。一態様では、第2のメモリセル状態でのCESのインピーダンスは、第1のメモリセル状態でのインピーダンスよりも著しく大きいこともある。
【００８２】
図12は、ある実施形態によるCESメモリセル1200についての例示のアーキテクチャの概略図である。ある実施形態では、CESメモリセルは、CES1210などのCESデバイスを備える1つまたは複数のメモリ素子(例えば、不揮発性メモリ素子)を備えてもよい。この文脈において、本明細書で言及されるような「メモリセル」は、状態として値、シンボルまたはパラメータを表すことが可能な回路または回路の一部分を構成する。例えば、メモリセルは、メモリデバイスのインピーダンス状態として値、シンボルまたはパラメータを表すことが可能な1つまたは複数のメモリデバイスを構成してもよい。例えば、CES1210などのメモリ素子は、「書き込み動作」においてメモリ素子の端子にわたって印加される電圧および電流を独立に制御することによって特定のメモリ状態(例えば、より低いインピーダンス状態またはより高いインピーダンス状態)に置かれてもよい。ある実施形態では、そのような書き込み動作は、CES1210を特定のインピーダンス状態に置くためにCES1210の端子にわたって臨界電流および電圧を提供するように制御される信号の印加によって実行されてもよい。別の態様では、CES1210などのメモリ素子のインピーダンス状態は、スイッチトランジスタ1230を閉じるための読み出しイネーブル電圧信号1202を印加し、ノード1205における電圧をビットライン1201に接続するためにトランジスタ1220を閉じるためのワードライン電圧信号1202を印加することによって、「読み出し動作」において検出されまたは感知されてもよい。ある実施形態では、感知回路(図示されず)は、読み出し動作においてトランジスタ1220を通るビットライン1201からの電流の大きさに基づいてCES1210のインピーダンス状態を検出してもよい。出力信号は、ある実施形態では、メモリセル1200の現在のインピーダンス状態(例えば、「1」、「0」または他のシンボルとして)を示す電圧を有してもよい。もちろん、特許請求される主題は、これらの点において範囲を限定されない。
【００８３】
CESデバイスが、少なくとも部分的に、メモリセルおよび/またはメモリセルと関連する回路構成として利用される、1つまたは複数の実施形態では、利点が、従来のかつ/または以前のメモリ技術を組み込むメモリ回路と比較して、実現されてもよい。例えば、改善されたデバイス信頼性および/または改善された耐久性の結果として、摩耗平準化および/または誤り訂正回路構成の必要性が、低減されてもよく、コストがまた、低減されてもよい。加えて、広範囲の金属および/または導電性材料が、CESデバイスに接点を形成するために使用できるので、製造の容易さを大きく改善することができる。さらに、ある実施形態では、処理温度は、比較的低いこともあり、CESデバイスを処理するのをより容易にする。また、CESデバイスについての性能は、例えばスイッチング事象がトーマスフェルミ遮蔽長よりも小さい距離で生じることに起因して、以前のかつ/または従来のメモリ技術と比較して極めて速いこともある。加えて、いくつかの抵抗性メモリ技術において形成されることもあるなどのフィラメントの欠如は、性能および/または信頼性の改善につながることもある。もちろん、これらは、CESデバイスが、以前のかつ/または従来のメモリ技術を越えて有することもある、単に利点の例にすぎず、特許請求される主題は、これらの点において範囲を限定されない。
【００８４】
図13は、演算増幅器1320のフィードバック経路内に可変インピーダデバイス1310を備える例示のアクティブローパスフィルタ1300を描写する概略図である。ある実施形態では、可変インピーダデバイス1310は、2つ以上のインピーダンス状態の間でスイッチされてもよく、それによって抵抗器1330を通りノード1301において受け取られる入力信号に関連して、演算増幅器1320の増幅特性および/またはノード1303における出力信号の周波数応答特性を変更する。ある実施形態では、可変インピーダデバイス1310などの可変インピーダデバイスの可変キャパシタンス特性は、可変のより高い周波数ロールオフ態様をローパスフィルタ1300に提供してもよい。すなわち、2つ以上の個別インピーダンス状態の間でのスイッチングを通じて可変インピーダデバイス1310のキャパシタンス特性を変更することによって、ローパスフィルタ1300の周波数応答が、変更されてもよい。もちろん、特許請求される主題は、これらの点において範囲を限定されない。
【００８５】
可変インピーダデバイスは、例示のメモリおよび/またはローパスフィルタ回路において実施されると本明細書で述べられるが、特許請求される主題は、この点において範囲を限定されない。特許請求される主題による実施形態は、現在存在していようと将来存在するはずであろうと、例えば可変インピーダデバイスの可変抵抗および/または可変キャパシタンス特性から恩恵を受けることもある任意の電子回路において可変インピーダデバイスを実施してもよい。
【００８６】
前に述べられたように、ある実施形態では、電圧は、CESデバイスのCEMに印加されてもよい。また、ある実施形態では、CEM内の電流密度および/または電流のうちの少なくとも1つが、測定されてもよく、測定された電流および/または電流密度に依存するCESのインピーダンス状態が、決定されてもよい。ある実施形態では、インピーダンス状態は、CEMのキャパシタンスおよび抵抗の組み合わせに依存することもある。さらに、ある実施形態では、インピーダンス状態は、複数のインピーダンス状態のうちの1つを含んでもよく、複数のインピーダンス状態の第1のものは、複数のインピーダンス状態の第2のものよりも低いインピーダンスを有する。ある実施形態では、第1のインピーダンス状態は、より低い抵抗およびより低いキャパシタンスを有してもよく、第2のインピーダンス状態は、より高い抵抗およびより高いキャパシタンスを有してもよい。加えて、ある実施形態では、複数のインピーダンス状態のインピーダンスの比は、CEMの物理的特性に比例することもある。CEMの物理的特性は、例えばトーマスフェルミ遮蔽長および/またはボーア半径を含んでもよい。また、ある実施形態では、複数のインピーダンス状態の個々のインピーダンス状態は、データ値と関連付けられてもよい。さらに、決定された電圧における第1のインピーダンス状態と第2のインピーダンス状態との間での電流の差は、ある実施形態では、読み出しウィンドウの指標を提供してもよい。
【００８７】
また前にも述べられたように、ある実施形態では、CESデバイスのCESが、第1のインピーダンス状態に入るように、複数の電子がCEMに提供されてもよく、CESが、第2のインピーダンス状態に入るように、複数のホールが、CEMに提供されてもよい。また、ある実施形態では、複数の電子は、CEMにわたる電圧をセット電圧しきい値よりも大きくすることもあり、複数のホールは、CEMにわたる電圧をリセット電圧しきい値以上にすることもある。加えて、ある実施形態では、CEMにわたる電圧は、CEM内の電流密度をセット電流密度および/またはセット電流以上にすることもあり、CEMにわたる電圧は、CEM内の電流密度をリセット電流密度および/またはリセット電流以上にすることもある。さらに、ある実施形態では、CEMにわたるセット電圧およびCEMを通るセット電流密度は、超えられてもよく、ある実施形態では、CEMにわたるリセット電圧およびCEMを通るリセット電流密度は、超えられてもよい。また、ある実施形態では、個々のインピーダンス状態は、データ値と関連付けられてもよい。加えて、リセット電圧、セット電圧、およびセット電圧とリセット電圧との間の差のうちの少なくとも1つは、CEMの物理的特性に比例することもあり、CEMの物理的特性は、ある実施形態では、電子の局在化に起因する強い電子ポテンシャルおよび/または電子の相関のうちの少なくとも1つを含んでもよい。さらに、ある実施形態では、セット電圧とリセット電圧との間の差は、書き込みウィンドウおよび/またはプログラミングウィンドウのうちの少なくとも1つのサイズの指標を提供してもよい。
【００８８】
さらなる実施形態では、前に述べられたように、CEM内の電流および/または電流密度が、第1のしきい値を超え、CEMにわたる電圧が、第2のしきい値を超えるように、複数の電子が、CESデバイスのCEMに提供されてもよい。さらに、ある実施形態では、第1のインピーダンス状態から第2のインピーダンス状態へのスイッチングは、電流および/または電流密度が第2のしきい値を超えることから生じてもよい。ある実施形態では、第1のインピーダンス状態は、より高い抵抗およびより高いキャパシタンスを有してもよく、第2のインピーダンス状態は、より低い抵抗およびより低いキャパシタンスを有してもよい。加えて、ある実施形態では、第1のしきい値は、CEM内のモット転移を可能にするために必要とされる電流および/もしくは電流密度、CEM内の金属絶縁体障壁を越えて電子を注入するために必要とされる電圧、ならびに/またはバンド分裂ポテンシャルの2倍以上の電圧のうちの少なくとも1つに依存することもある。
【００８９】
別の実施形態では、CEM内の電子濃度が、しきい値を超えるように、複数の電子が、CESデバイスのCEMに提供されてもよく、第1のインピーダンス状態から第2のインピーダンス状態へのスイッチングは、電子濃度がモット転移についてのしきい値を超える結果として生じてもよい。さらに、ある実施形態では、複数の電子の少なくとも1つは、第1のインピーダンス状態から第2のインピーダンス状態へのスイッチングを可能にするために、CEM内の複数のホールの少なくとも1つと再結合されてもよい。ある実施形態では、複数の電子および/またはホールの濃度は、少なくとも部分的にCEMと関連する少なくとも1つの物理的特性に依存することもある。少なくとも1つの物理的特性は、例えばボーア半径を含んでもよい。さらに、ある実施形態では、しきい値は、少なくとも部分的にモット転移を可能にするために必要とされる電流および/または電流密度に依存することもある。また、ある実施形態では、CEMの抵抗および/もしくはキャパシタンス(またはインピーダンス)は、例えばモット転移の結果としてなど、実質的に異なることもある。加えて、第1のインピーダンス状態から第2のインピーダンス状態へのスイッチングは、ある実施形態では、不均化反応によって引き起こされることもある。
【００９０】
上で論じられたように、CESデバイスのCEMは、CEM内のホール濃度がしきい値を超えるように、複数のホールを提供されてもよく、第1のインピーダンス状態から第2のインピーダンス状態へのスイッチングは、ある実施形態では、ホール濃度がしきい値を超える結果として生じてもよい。例えば、第1のインピーダンス状態は、より低い抵抗、より低いキャパシタンス状態を含んでもよく、第2のインピーダンス状態は、より高い抵抗、より高いキャパシタンス状態を含んでもよい。また、ある実施形態では、しきい値は、少なくとも部分的に、CEM内でのモット状転移を可能にするために必要とされる電流および/もしくは電流密度、ならびに/またはバンド分裂ポテンシャル以上の電圧のうちの少なくとも1つに依存することもある。加えて、ある実施形態では、しきい値は、モット状転移を可能にするために必要とされる電流および/または電流密度に依存することもある。ある実施形態では、複数のホールの少なくとも1つは、第1のインピーダンス状態から第2のインピーダンス状態へのスイッチングを可能にするために、CEM内の複数の電子のうちの対応する少なくとも1つと再結合されてもよい。また、複数の電子および/またはホールの濃度は、少なくとも部分的にCEMと関連する少なくとも1つの物理的特性に依存することもある。少なくとも1つの物理的特性は、例えばトーマスフェルミ遮蔽長を含んでもよい。さらに、ある実施形態では、第1のインピーダンス状態から第2のインピーダンス状態へのスイッチングは、不均化反応によって引き起こされることもある。また、ある実施形態では、CEMの抵抗および/またはキャパシタンスは、例えば第1のインピーダンス状態と第2のインピーダンス状態との間などで、実質的に異なることもある。
【００９１】
また前にも論じられたように、可変インピーダデバイスは、第1のインピーダンス状態および第2のインピーダンス状態において動作可能なCEMを含んでもよい。ある実施形態では、第1のインピーダンス状態は、より低い抵抗、より低いキャパシタンス状態を含んでもよく、第2のインピーダンス状態は、より高い抵抗、より高いキャパシタンス状態を含んでもよい。また、ある実施形態では、キャパシタンスの変化は、CEMと関連する少なくとも1つの材料特性に依存することもある。ある実施形態では、CEMは、1つもしくは複数の遷移金属酸化物、1つもしくは複数の希土類酸化物、周期表の1つもしくは複数のfブロック元素の1つもしくは複数の酸化物、1つもしくは複数の希土類遷移金属酸化物ペロブスカイト、イットリウム、および/またはイッテルビウムのうちの1つまたは複数を含んでもよい。加えて、ある実施形態では、可変インピーダデバイスの第1のインピーダンス状態から第2のインピーダンス状態への転移は、少なくとも部分的に、印加される臨界バイアスおよび臨界電流/電流密度に依存することもある。
【００９２】
以上の記述では、特許請求される主題の様々な態様が、述べられている。説明のために、例として、量、システム、および/または構成などの詳細が、述べられた。他の例では、よく知られた特徴は、特許請求される主題を分かりにくくしないように、省略されかつ/または簡略化された。ある特徴は、本明細書で例示されかつ/または述べられているが、多くの変更、置換、変形および/または等価物は、今では当業者に思い当たることになる。従って、添付の特許請求の範囲は、特許請求される主題内に入るようなすべての変更および/または変形をカバーすることを目的としていることを理解すべきである。
【符号の説明】
【００９３】
100  相関電子スイッチ(CES)デバイス、可変インピーダデバイス
101  導電性端子
102  相関電子スイッチ材料(CEM)
103  導電性端子
110  CESおよび/または可変インピーダデバイスのシンボル
210  可変抵抗器
220  可変キャパシタ
300  プロット
302  読み出し窓
310  書き込み窓
400  複合デバイス
410  電流源
420  CES
500  複合デバイス
510  トランジスタ
511  ソース端子
512  ドレイン端子
513  ゲート端子
520  CES
530  電圧源(Vg)
540  電圧源(VDD)
600  プロット
621  臨界電流
622  第2の臨界電流
700  プロット
701，702，703，704  電流対電圧曲線
710  臨界電圧値
720  臨界電流値
800  プロット
900  プロット
1000  複合デバイス
1010  ダイオード
1011  端子
1012  端子
1020  CES
1030  VDD
1100  プロット
1101，1102，1103  電流対電圧曲線
1200  CESメモリセル
1201  ビットライン
1202  ワードライン電圧信号
1203  読み出しイネーブル電圧信号
1205  ノード
1210  CES
1220  トランジスタ
1230  スイッチトランジスタ
1300  ローパスフィルタ
1301  ノード
1303  ノード
1310  可変インピーダデバイス
1320  演算増幅器
1330  抵抗器
【図１ａ】
2018528608.tif 000016
【図１ｂ】
2018528608.tif 000017
【図２】
2018528608.tif 000018
【図３】
2018528608.tif 000019
【図４】
2018528608.tif 000020
【図５】
2018528608.tif 000021
【図６】
2018528608.tif 000022
【図７】
2018528608.tif 000023
【図８】
2018528608.tif 000024
【図９】
2018528608.tif 000025
【図１０】
2018528608.tif 000026
【図１１】
2018528608.tif 000027
【図１２】
2018528608.tif 000028
【図１３】
2018528608.tif 000029
【国際調査報告】
2018528608.tif 000030
2018528608.tif 000031
2018528608.tif 000032