Abstract
摘要 非揮發性電阻式記憶體( nonvolatile resistance random access memory)最被廣泛接受的操作機制為以兩電極間的導電通道的接合(低阻態)與斷裂(高阻態)來記憶資料。文獻中觀察到的導電通道為一斜圓柱，我們提出導電通道斷裂是因為雷利不穩定性(Rayleigh instability)。物體初始形狀自由能較大，為了降低自由能故在物體表面產生表面擴散並有形狀演變，此即為雷利不穩定性。本研究模擬出導電通道在不同的厚度和斜度的細長型斜圓柱導電通道其起始形狀在常溫下形狀隨時間演化的情形。在本研究中使用 來描述導電通道起始形狀的上半部輪廓，並藉由改變 來調整導電通道的厚度，改變 來控制導電通道的斜度。(其中 為最左端也是最細端的厚度、 為最粗端也就是最右端的厚度、 為導電通道長度而α為斜邊張角。)另外，為了討論溫度對表面擴散的影響，本研究觀察固定初始形狀的導電通道在不同溫度下的形狀演變。而在溫度的控制上，又分別討論了整根導電通道為相同溫度時，各種溫度下的形狀改變狀況，以及考慮焦耳熱效應是否會對導電通道形狀的演變造成影響。 由模擬結果可得知：(1)導電通道的初始形狀決定了導電通道是否斷裂，在各種 都有其臨界角度，當α超過臨界角度則導電通道就不會斷。藉由觀察到的導電通道初始形狀就可決定元件為單極性轉換或雙極性轉換。(2)如在整根導電通道為定溫的狀況下，升高溫度只會縮短導電通道斷裂的時間，並不會造成演化上的變化。(3)在考慮焦耳熱的情況下，導電通道的斷裂位置會發生在溫度最高的地方，且外加電壓越高則導電通道內部的溫度越高，其斷裂所需的時間就越短，即元件關閉的速度越快。