A redox reaction submerged by a high current magnitude is impressively observed in a Fe2O3 solid electrolyte-based resistive memory device at room temperature. Oxygen vacancy migration, Ag atom redox, phase-induced grain boundary, and water molecule interplay with the oxygen vacancy are responsible for the submerged redox behaviors. The observation of the submerged redox behavior in the Fe2O3 phase change process gives an insight into the evolution of memristors.

1.
S.
Kumar
,
J. P.
Strachan
, and
R. S.
Williams
,
Nature
548
,
318
(
2017
).
2.
T.
Kawashima
,
K. S.
Yew
,
Y.
Zhou
,
D. S.
Ang
,
H. Z.
Zhang
, and
K.
Kyuno
,
Appl. Phys. Lett.
112
,
213505
(
2018
).
3.
M. S.
Kadhim
,
F.
Yang
,
B.
Sun
,
Y.
Wang
,
T.
Guo
,
Y.
Jia
, and
Y.
Zhao
,
Appl. Phys. Lett.
113
,
053502
(
2018
).
4.
M. A.
Zidan
,
J. P.
Strachan
, and
W. D.
Lu
,
Nat. Electron.
1
,
22
29
(
2018
).
5.
Z.
Wang
,
S.
Kumar
,
H.-S. P.
Wong
, and
Y.
Nishi
,
Appl. Phys. Lett.
112
,
073102
(
2018
).
6.
G. D.
Zhou
,
B.
Sun
,
Y.
Yao
,
H.
Zhang
,
A.
Zhou
,
K.
Alameh
,
B.
Ding
, and
Q.
Song
,
Appl. Phys. Lett.
109
,
143904
(
2016
).
7.
H.
Wang
,
B.
Zhu
,
X.
Ma
,
Y.
Hao
, and
X.
Chen
,
Small
12
,
2715
2719
(
2016
).
8.
G. D.
Zhou
,
Y. Q.
Yao
,
Z. S.
Lu
,
X. D.
Yang
,
J. J.
Han
,
G.
Wang
,
Q.
Liu
, and
Q. L.
Song
,
Nanotechnology
28
,
425202
(
2017
).
9.
B.
Sun
,
X.
Zhang
,
G. D.
Zhou
,
P.
Li
,
Y.
Zhang
,
Y.
Xia
, and
Y.
Zhao
,
Org. Electron.
42
,
181
186
(
2017
).
10.
T.
Ishibe
,
T.
Kurokawa
,
N.
Naruse
, and
Y.
Nakamura
,
Appl. Phys. Lett.
113
,
141601
(
2018
).
11.
H.
Ni
,
M.
Zheng
,
L.
Chen
,
W.
Huang
,
Y.
Qi
,
J.
Zeng
, and
J.
Gao
,
Appl. Phys. Lett.
110
,
213503
(
2017
).
12.
Y.
Chen
,
S.
Zhu
,
Q.
Wei
,
Y.
Xia
,
A.
Li
, and
J.
Yin
,
Appl. Phys. Lett.
112
,
063503
(
2018
).
13.
B.
Wang
,
K. H.
Xue
,
H. J.
Sun
,
Z. N.
Li
,
N.
Liu
,
B. Y.
Tian
,
X. X.
Liu
, and
X. S.
Miao
,
Appl. Phys. Lett.
113
,
183501
(
2018
).
14.
W. R.
Acevedo
,
C.
Acha
,
M. J.
Sánchez
,
P.
Levy
, and
D.
Rubi
,
Appl. Phys. Lett.
110
,
053501
(
2017
).
15.
Y.
Wang
,
Z.
Lv
,
Q.
Liao
,
H.
Shan
,
J.
Chen
,
Y.
Zhou
,
L.
Zhou
,
X.
Chen
,
V. A. L.
Roy
,
Z.
Wang
,
Z.
Xu
,
Y.-J.
Zeng
, and
S.-T.
Han
,
Adv. Mater.
30
,
1800327
(
2018
).
16.
B.
Sun
,
L.
Wei
,
H.
Li
,
X.
Jia
,
J.
Wu
, and
P.
Chen
,
J. Mater. Chem. C
3
,
12149
12155
(
2015
).
17.
C.
Gu
and
J.-S.
Lee
,
ACS Nano
10
,
5413
5418
(
2016
).
18.
M.
Ungureanu
,
R.
Zazpe
,
F.
Golmar
,
P.
Stoliar
,
R.
Llopis
,
F.
Casanova
, and
L. E.
Hueso
,
Adv. Mater.
24
,
2496
2500
(
2012
).
19.
I.
Valov
and
W. D.
Lu
,
Nanoscale
8
,
13828
13837
(
2016
).
20.
I.
Valov
and
T.
Tsuruoka
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
51
,
413001
(
2018
).
21.
I.
Valov
,
E.
Linn
,
S.
Tappertzhofen
,
S.
Schmelzer
, and
R.
Waser
,
Nat. Commun.
4
,
1771
(
2013
).
22.
D.
Cho
,
M.
Lübben
,
S.
Wiefels
,
K.
Lee
, and
I.
Valov
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
9
,
19287
19295
(
2017
).
23.
S.
Tappertzhofen
,
I.
Valov
,
T.
Tsuruoka
,
T.
Hasegawa
,
R.
Waser
, and
M.
Aono
,
ACS Nano
7
,
6396
6402
(
2013
).
24.
J. Y.
Lee
,
Y. J.
Baek
,
Q.
Hu
, and
Y. J.
Choi
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
122111
(
2013
).
25.
J.
Jeon
,
J.
Jung
, and
K. H.
Chow
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
242401
(
2017
).
26.
X.
Huang
,
K.
Jiang
,
Y.
Niu
,
R.
Wang
,
D.
Zheng
,
A.
Dong
,
X.
Dong
,
C.
Mei
,
J.
Lu
,
S.
Liu
,
Z.
Gan
,
N.
Zhong
, and
H.
Wang
,
Appl. Phys. Lett.
113
,
112103
(
2018
).
27.
S.
Tappertzhofen
,
S.
Menzel
,
I.
Valov
, and
R.
Waser
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
203103
(
2011
).
28.
A.
Bard
and
L.
Faulkner
,
Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications
(
Wiley
,
New York
,
2001
).
29.
G. D.
Zhou
,
B.
Wu
,
X.
Liu
,
Z.
Li
,
S.
Zhang
,
A.
Zhou
, and
X.
Yang
,
J. Alloys Compd.
678
,
31
35
(
2016
).
30.
L.
Hu
,
S.
Zhu
,
Q.
Wei
,
Y.
Chen
,
J.
Yin
,
Y.
Xia
, and
Z.
Liu
,
Appl. Phys. Lett.
113
,
043503
(
2018
).
31.
G. D.
Zhou
,
L. H.
Xiao
,
S. J.
Zhang
,
B.
Wu
,
X.
Liu
, and
A. K.
Zhou
,
J. Alloys Compd.
722
,
753
759
(
2017
).
32.
Y.
Tao
,
X.
Li
,
Z.
Wang
,
H.
Xu
,
W.
Ding
,
J.
Ma
, and
Y.
Liu
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
183504
(
2017
).
33.
B.
Mace
,
Z.
Harrell
,
C.
Chen
,
E.
Enriquez
,
A.
Chen
, and
Q.
Jia
,
Appl. Phys. Lett.
112
,
073905
(
2018
).
34.
G. D.
Zhou
,
S. K.
Duan
,
Y.
Yao
,
B.
Sun
,
Y.
Yao
,
X.
Yang
,
J.
Han
,
J.
Wu
,
C. Y.
Xu
,
D.
Liu
,
T.
Chen
,
L.
Chen
,
A. K.
Zhou
, and
Q. L.
Song
,
Adv. Electron. Mater.
4
,
1700567
(
2018
).
35.
G. D.
Zhou
,
Z. S.
Lu
,
Y. Q.
Yao
,
G.
Wang
,
A. K.
Zhou
,
P.
Li
,
B. F.
Ding
, and
Q. L.
Song
,
J. Appl. Phys.
121
,
155302
(
2017
).
36.
C.
Hu
,
Q.
Wang
,
S.
Bai
,
M.
Xu
,
D.
He
, and
D.
Lyu
,
Appl. Phys. Lett.
110
,
073501
(
2017
).
37.
S.
Tappertzhofen
,
H.
Mundelein
,
I.
Valov
, and
R.
Waser
,
Nanoscale
4
,
3040
3043
(
2012
).
You do not currently have access to this content.