Size dependence of charge retention in gold-nanoparticles sandwiched between thin layers of titanium oxide and silicon oxide

材料科学 堆积 光电子学 纳米颗粒 纳米技术 氧化物 薄膜 非易失性存储器 量子隧道 阈值电压 原子层沉积 电压 晶体管 化学 电气工程 有机化学 工程类 冶金
作者
Yawar Abbas,Moh’d Rezeq,Ammar Nayfeh,Irfan Saadat
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:119 (16) 被引量:12
标识
DOI:10.1063/5.0063515
摘要

Nonvolatile memory technology is a necessary component in many electronic devices. With the scaling down of memory devices to achieve high density and low power consumption, floating gate devices encounter various challenges like high leakage current, which leads to reliability issues and a decrease in charge density. Therefore, the use of metal nanoparticles (NPs) as charge storage centers is becoming a promising candidate due to their excellent scalability and favorable reliability. In this work, we demonstrate the charge storage dependency on the size of a gold-nanoparticle (Au-NP) by using a contact mode atomic force microscope. The individually dispersed Au-NPs are sandwiched between a thin layer (3 nm) of TiO2 blocking layer and SiO2 (2 nm) tunneling layer thin films. The consecutive I–V sweeps on a pristine device of stacking TiO2/Au-NP/SiO2/n-Si show that the threshold voltage (ΔV) increases with the increase in the Au-NP size, whereas the retention shows much more stability time with smaller size NPs, in the range of 10 nm.

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