The resistive switching processes are investigated at the nano-scale in graphene oxide. The modification of the material resistivity is driven by the electrical stimulation with the tip of atomic force microscope. The presence of water in the atmosphere surrounding graphene oxide is found to be a necessary condition for the occurrence of the switching effect. In consequence, the switching is related to an electrochemical reduction. Presented results suggest that by changing the humidity level the in-plane resolution of data storage process can be controlled. These findings are essential when discussing the concept of graphene based resistive random access memories.

1.
G. I.
Meijer
,
Science
319
,
1625
(
2008
).
2.
K.
Szot
,
M.
Rogala
,
W.
Speier
,
Z.
Klusek
,
A.
Besmehn
, and
R.
Waser
,
Nanotechnology
22
,
254001
(
2011
).
3.
M.
Rogala
,
Z.
Klusek
,
C.
Rodenbücher
,
R.
Waser
, and
K.
Szot
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
131604
(
2013
).
4.
D. B.
Strukov
,
G. S.
Snider
,
D. R.
Stewart
, and
R. S.
Williams
,
Nature
453
,
80
(
2008
).
5.
L.
Chua
,
IEEE Trans. Circuits Syst.
18
,
507
(
1971
).
6.
C. L.
He
,
F.
Zhuge
,
X. F.
Zhou
,
M.
Li
,
G. C.
Zhou
,
Y. W.
Liu
,
J. Z.
Wang
,
B.
Chen
,
W. J.
Su
,
Z. P.
Liu
,
Y. H.
Wu
,
P.
Cui
, and
R.-W.
Li
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
232101
(
2009
).
7.
C. K.
Chua
and
M.
Pumera
,
Chem. Soc. Rev.
43
,
291
(
2014
).
8.
L.-H.
Wang
,
W.
Yang
,
Q.-Q.
Sun
,
P.
Zhou
,
H.-L.
Lu
,
S.-J.
Ding
, and
D. W.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
063509
(
2012
).
9.
K.
Vasu
,
S.
Sampath
, and
A.
Sood
,
Solid State Commun.
151
,
1084
(
2011
).
10.
G.
Liu
,
X.
Zhuang
,
Y.
Chen
,
B.
Zhang
,
J.
Zhu
,
C.-X.
Zhu
,
K.-G.
Neoh
, and
E.-T.
Kang
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
253301
(
2009
).
11.
I.
Kim
,
M.
Siddik
,
J.
Shin
,
K. P.
Biju
,
S.
Jung
, and
H.
Hwang
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
042101
(
2011
).
12.
B.
Singh
,
B. R.
Mehta
,
Govind
,
X.
Feng
, and
K.
Mullen
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
222109
(
2011
).
13.
C.
Wu
,
F.
Li
,
Y.
Zhang
,
T.
Guo
, and
T.
Chen
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
042108
(
2011
).
14.
C.
He
,
Z.
Shi
,
L.
Zhang
,
W.
Yang
,
R.
Yang
,
D.
Shi
, and
G.
Zhang
,
ACS Nano
6
,
4214
(
2012
).
15.
M.
Yi
,
L.
Zhao
,
Q.
Fan
,
X.
Xia
,
W.
Ai
,
L.
Xie
,
X.
Liu
,
N.
Shi
,
W.
Wang
,
Y.
Wang
, and
W.
Huang
,
J. Appl. Phys.
110
,
063709
(
2011
).
16.
H. Y.
Jeong
,
J. Y.
Kim
,
J. W.
Kim
,
J. O.
Hwang
,
J.-E.
Kim
,
J. Y.
Lee
,
T. H.
Yoon
,
B. J.
Cho
,
S. O.
Kim
,
R. S.
Ruoff
, and
S.-Y.
Choi
,
Nano Lett.
10
,
4381
(
2010
).
17.
I.
Jung
,
D. A.
Dikin
,
R. D.
Piner
, and
R. S.
Ruoff
,
Nano Lett.
8
,
4283
(
2008
).
18.
C.
Wu
,
F.
Li
,
Y.
Zhang
, and
T.
Guo
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
042105
(
2012
).
19.
J. M.
Mativetsky
,
E.
Treossi
,
E.
Orgiu
,
M.
Melucci
,
G. P.
Veronese
,
P.
Samorí
, and
V.
Palermo
,
J. Am. Chem. Soc.
132
,
14130
(
2010
).
20.
I.
Wlasny
,
P.
Dabrowski
,
M.
Rogala
,
P. J.
Kowalczyk
,
I.
Pasternak
,
W.
Strupinski
,
J. M.
Baranowski
, and
Z.
Klusek
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
111601
(
2013
).
21.
M.
Rogala
,
I.
Wlasny
,
P.
Dabrowski
,
P. J.
Kowalczyk
,
A.
Busiakiewicz
,
W.
Kozlowski
,
L.
Lipinska
,
J.
Jagiello
,
M.
Aksienionek
,
W.
Strupinski
,
A.
Krajewska
,
Z.
Sieradzki
,
I.
Krucinska
,
M.
Puchalski
,
E.
Skrzetuska
, and
Z.
Klusek
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
041901
(
2015
).
22.
H. F.
Teoh
,
Y.
Tao
,
E. S.
Tok
,
G. W.
Ho
, and
C. H.
Sow
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
173105
(
2011
).
23.
J.
Kim
,
F.
Kim
, and
J.
Huang
,
Mater. Today
13
,
28
(
2010
).
24.
Q.-B.
Zheng
,
L.-F.
Shi
, and
J.-H.
Yang
,
Trans. Nonferrous Met. Soc. China
22
,
2504
(
2012
).
25.
S.
Pei
and
H.-M.
Cheng
,
Carbon
50
,
3210
(
2012
).
26.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4923323 for description of the resistance of the particular modification measured in variable humidity conditions.
27.
B. L.
Weeks
,
M. W.
Vaughn
, and
J. J.
DeYoreo
,
Langmuir
21
,
8096
(
2005
).
28.
J.
Haaheim
,
R.
Eby
,
M.
Nelson
,
J.
Fragala
,
B.
Rosner
,
H.
Zhang
, and
G.
Athas
,
Ultramicroscopy
103
,
117
(
2005
).
29.
R. Y. N.
Gengler
,
D. S.
Badali
,
D.
Zhang
,
K.
Dimos
,
K.
Spyrou
,
D.
Gournis
, and
R. J. D.
Miller
,
Nat. Commun.
4
,
2560
(
2013
).
30.
S. F.
Lyuksyutov
,
P. B.
Paramonov
,
I.
Dolog
, and
R. M.
Ralich
,
Nanotechnology
14
,
716
(
2003
).
31.
J.
Kauppila
,
P.
Kunnas
,
P.
Damlin
,
A.
Viinikanoja
, and
C.
Kvarnström
,
Electrochim. Acta
89
,
84
(
2013
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.