The rapid development of information technology has led to urgent requirements for high efficiency and ultralow power consumption. In the past few decades, neuromorphic computing has drawn extensive attention due to its promising capability in processing massive data with extremely low power consumption. Here, we offer a comprehensive review on emerging artificial neuromorphic devices and their applications. In light of the inner physical processes, we classify the devices into nine major categories and discuss their respective strengths and weaknesses. We will show that anion/cation migration-based memristive devices, phase change, and spintronic synapses have been quite mature and possess excellent stability as a memory device, yet they still suffer from challenges in weight updating linearity and symmetry. Meanwhile, the recently developed electrolyte-gated synaptic transistors have demonstrated outstanding energy efficiency, linearity, and symmetry, but their stability and scalability still need to be optimized. Other emerging synaptic structures, such as ferroelectric, metal–insulator transition based, photonic, and purely electronic devices also have limitations in some aspects, therefore leading to the need for further developing high-performance synaptic devices. Additional efforts are also demanded to enhance the functionality of artificial neurons while maintaining a relatively low cost in area and power, and it will be of significance to explore the intrinsic neuronal stochasticity in computing and optimize their driving capability, etc. Finally, by looking into the correlations between the operation mechanisms, material systems, device structures, and performance, we provide clues to future material selections, device designs, and integrations for artificial synapses and neurons.

1.
A. M.
Turing
, “
Computing machinery and intelligence
,” in
Parsing the Turing Test
, edited by
R.
Epstein
,
G.
Roberts
, and
G.
Beber
(
Springer
,
Dordrecht
,
2009
).
2.
J.
Hawkins
and
S.
Blakeslee
,
On Intelligence: How a New Understanding of the Brain Will Lead to the Creation of Truly Intelligent Machines
(
Times Books
,
2007
).
3.
B. J.
Copeland
,
The Essential Turing: Seminal Writings in Computing, Logic, Philosophy, Artificial Intelligence, and Artificial Life: Plus the Secrets of Enigma
(
Oxford University Press
,
2004
).
4.
D. O.
Hebb
,
The Organization of Behavior: A Neuropsychological Theory
(
Wiley
,
1949
).
5.
D. O.
Hebb
,
Psychol. Rev.
62
,
243
(
1955
).
6.
J. J.
Hopfield
,
Proc. Natl. Acad. Sci.
79
,
2554
(
1982
).
7.
E. M.
Izhikevich
,
Dynamical Systems in Neuroscience: The Geometry of Excitability and Bursting
(
MIT Press
,
2007
).
8.
E. M.
Izhikevich
,
IEEE Trans. Neural Networks
6
,
1569
(
2003
).
9.
E. M.
Izhikevich
,
IEEE Trans. Neural Networks
15
,
1063
(
2004
).
10.
D. O.
Hebb
,
The Organization of Behavior: A Neuropsychological Theory
(
Psychology Press
,
2002
).
11.
Y.
Yang
and
R.
Huang
,
Nat. Electron.
1
,
274
(
2018
).
12.
C.
Mead
and
L.
Conway
,
Introduction to VLSI Systems
(
Addison-Wesley Longman Publishing
,
1980
).
13.
C.
Mead
and
M.
Ismail
,
Analog VLSI Implementation of Neural Systems
(
Springer
,
1989
).
14.
N. H. E.
Weste
and
K.
Eshraghian
,
Principles of CMOS VLSI Design: A Systems Perspective
(
Addison-Wesley Publishing
,
1985
).
15.
P. E.
Allen
and
D. R.
Holberg
,
CMOS Analog Circuit Design
(
Oxford University Press
,
1987
).
16.
B.
Linares-Barranco
,
E.
Sanchez-Sinencio
,
A.
Rodriguez-Vazquez
, and
J. L.
Huertas
,
IEEE J. Solid-State Circuits
26
,
956
(
1991
).
17.
C.
Schneider
and
H.
Card
,
IEEE Trans. Circuits Syst.
38
,
1430
(
1991
).
18.
J. B.
Lont
and
W.
Guggenbuhl
,
IEEE Trans. Neural Networks.
3
,
457
(
1992
).
19.
J.
Åkerman
,
Science
308
,
508
(
2005
).
20.
J. J.
Yang
,
M. D.
Pickett
,
X.
Li
,
D. A.
Ohlberg
,
D. R.
Stewart
, and
R. S.
Wiliams
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
429
(
2008
).
21.
L. O.
Chua
,
IEEE Trans. Circuit Theory
18
,
507
(
1971
).
22.
L. O.
Chua
and
S. M.
Kang
,
Proc. IEEE
64
,
209
(
1976
).
23.
R. S.
Zucker
and
W. G.
Regehr
,
Annu. Rev. Physiol.
64
,
355
(
2002
).
24.
E. R.
Kandel
,
J. H.
Schwartz
, and
T. M.
Jessell
,
Principles of Neural Science
(
McGraw-Hill
,
2000
).
25.
Y.
Yang
,
B.
Chen
, and
W. D.
Lu
,
Adv. Mater.
27
,
7720
(
2015
).
26.
S.
Kim
,
C.
Du
,
P.
Sheridan
,
W.
Ma
,
S.
Choi
, and
W. D.
Lu
,
Nano Lett.
15
,
2203
(
2015
).
27.
Z.
Wang
,
S.
Joshi
,
S. E.
Savel'ev
,
H.
Jiang
,
R.
Midya
,
P.
Lin
,
M.
Hu
,
N.
Ge
,
J. P.
Strachan
,
Z.
Li
,
Q.
Wu
,
M.
Barnell
,
G.-L.
Li
,
H. L.
Xin
,
R. S.
Williams
,
Q.
Xia
, and
J. J.
Yang
,
Nat. Mater.
16
,
101
(
2017
).
28.
D.
Kuzum
,
S.
Yu
, and
H.-S. P.
Wong
,
Nanotechnology
24
,
382001
(
2013
).
29.
S.
Pi
,
C.
Li
,
H.
Jiang
,
W.
Xia
,
H.
Xin
,
J. J.
Yang
, and
Q.
Xia
,
Nat. Nanotechnol.
14
,
35
(
2019
).
30.
P. A.
Merolla
,
J. V.
Arthur
,
R.
Alvarez-Icaza
,
A. S.
Cassidy
,
J.
Sawada
,
F.
Akopyan
,
B. L.
Jackson
,
N.
Imam
,
C.
Guo
,
Y.
Nakamura
,
B.
Brezzo
,
I.
Vo
,
S. K.
Esser
,
R.
Appuswamy
,
B.
Taba
,
A.
Amir
,
M. D.
Flickner
,
W. P.
Risk
,
R.
Manohar
, and
D. S.
Modha
,
Science
345
,
668
(
2014
).
31.
J.
Zhu
,
Y.
Yang
,
R.
Jia
,
Z.
Liang
,
W.
Zhu
,
Z.
Ur Rehman
,
L.
Bao
,
X.
Zhang
,
Y.
Cai
,
L.
Song
, and
R.
Huang
,
Adv. Mater.
30
,
1800195
(
2018
).
32.
V. K.
Sangwan
,
H.-S.
Lee
,
H.
Bergeron
,
I.
Balla
,
M. E.
Beck
,
K.-S.
Chen
, and
M. C.
Hersam
,
Nature
554
,
500
(
2018
).
33.
X.
Zhu
,
D.
Li
,
X.
Liang
, and
W. D.
Lu
,
Nat. Mater.
18
,
141
(
2019
).
34.
J.
Tang
,
D.
Bishop
,
S.
Kim
,
M.
Copel
,
T.
Gokmen
,
T.
Todorov
,
S. H.
Shin
,
K.-T.
Lee
,
P.
Solomon
,
K.
Chan
,
W.
Haensch
, and
J.
Rozen
, in
International Electron Devices Meeting
(
2018
), p.
292
.
35.
W.
Xu
,
S. Y.
Min
,
H.
Hwang
, and
T. W.
Lee
,
Sci. Adv.
2
,
e1501326
(
2016
).
36.
S.
Dunkel
,
M.
Trentzsch
,
R.
Richter
,
P.
Moll
,
C.
Fuchs
,
O.
Gehring
,
M.
Majer
,
S.
Wittek
,
B.
Muller
,
T.
Melde
,
H.
Mulaosmanovic
,
S.
Slesazeck
,
S.
Muller
,
J.
Ocker
,
M.
Noack
,
D.-A.
Lohr
,
P.
Polakowski
,
J.
Muller
,
T.
Mikolajick
,
J.
Hontschel
,
B.
Rice
,
J.
Pellerin
, and
S.
Beyer
, in
International Electron Devices Meeting
(
2017
), p.
485
.
37.
M. L.
Schneider
,
C. A.
Donnelly
,
S. E.
Russek
,
B.
Baek
,
M. R.
Pufall
,
P. F.
Hopkins
,
P. D.
Dresselhaus
,
S. P.
Benz
, and
W. H.
Rippard
,
Sci. Adv.
4
,
e1701329
(
2018
).
38.
H.
Zhao
,
Z.
Dong
,
H.
Tian
,
D.
DiMarzi
,
M. G.
Han
,
L.
Zhang
,
X.
Yan
,
F.
Liu
,
L.
Shen
,
S. J.
Han
,
S.
Cronin
,
W.
Wu
,
J.
Tice
,
J.
Guo
, and
H.
Wang
,
Adv. Mater.
29
,
47
(
2017
).
39.
J.
Backus
,
Can Programming Be Liberated from the Von Neumann Style? A Functional Style and Its Algebra of Programs
(
ACM Turing Award Lecture
,
1977
).
40.
A.
McAfee
and
E.
Brynjolfsson
,
Harvard Bus. Rev.
90
,
61
(
2012
); available at http://www.itrco.jp/libraries/RFIDjournal-That%20Internet%20of%20Things%20Thing.pdf.
41.
P.
Zikopoulos
and
C.
Eaton
,
Understanding Big Data: Analytics for Enterprise Class Hadoop and Streaming Data
(
McGraw-Hill Osborne Media
,
2011
).
42.
L.
Atzori
,
A.
Iera
, and
G.
Morabito
,
Comput. Networks
54
,
2787
(
2010
).
43.
A.
Zanella
,
N.
Bui
,
A.
Castellani
,
L.
Vangelista
, and
M.
Zorzi
,
IEEE Internet Things J.
1
,
22
(
2014
).
44.
J.
Gubbi
,
R.
Buyya
,
S.
Marusic
, and
M.
Palaniswami
,
Future Gener. Comput. Syst.
29
,
1645
(
2013
).
45.
D.
Ielmini
,
Semicond. Sci. Technol.
31
,
063002
(
2016
).
46.
H.
Akinaga
and
H.
Shima
,
Proc. IEEE
98
,
2237
(
2010
).
47.
J.
Lee
and
W. D.
Lu
,
Adv. Mater.
29
,
1702770
(
2017
).
48.
F.
Pan
,
S.
Gao
,
C.
Chen
,
C.
Song
, and
F.
Zeng
,
Mater. Sci. Eng. R
83
,
1
(
2014
).
49.
D.
Ielmini
,
R.
Bruchhaus
, and
R.
Waser
,
Phase Transitions
84
,
570
(
2011
).
50.
L.
Tu
,
S.
Yuan
,
J.
Xu
,
K.
Yang
,
P.
Wang
,
X.
Cui
,
X.
Zhang
,
J.
Wang
,
Y.-Q.
Zhan
, and
L.-R.
Zheng
,
RSC Adv.
8
,
26549
(
2018
).
51.
B. J.
Choi
,
A. C.
Torrezan
,
S.
Kumar
,
J. P.
Strachan
,
P. G.
Kotula
,
A. J.
Lohn
,
M. J.
Marinella
,
Z.
Li
,
R. S.
Williams
, and
J. J.
Yang
,
Adv. Funct. Mater.
26
,
5290
(
2016
).
52.
S.
Menzel
,
M. v.
Witzleben
,
V.
Havel
, and
U.
Böttger
,
Faraday Discuss.
213
,
197
(
2019
).
53.
P.
Shrestha
,
D.
Nminibapiel
,
J. P.
Campbell
,
J.-H.
Kim
,
C.
Vaz
,
K. P.
Cheung
, and
H.
Baumgart
, in
Proceedings of the International Symposium on VLSI Technology and System Applications
(
2014
),
p. 1
.
54.
V.
Havel
,
K.
Fleck
,
B.
Rosgen
,
V.
Rana
,
S.
Menzel
,
U.
Bottger
, and
R.
Waser
, in
Proceedings of the Silicon Nanoelectronics Workshop
(
2016
), p.
82
.
55.
M.-J.
Lee
,
C. B.
Lee
,
D.
Lee
,
S. R.
Lee
,
M.
Chang
,
J. H.
Hur
,
Y.-B.
Kim
,
C.-J.
Kim
,
D. H.
Seo
,
S.
Seo
,
U.-I.
Chung
,
I.-K.
Yoo
, and
K.
Kim
,
Nat. Mater.
10
,
625
(
2011
).
56.
J. J.
Yang
,
D. B.
Strukov
, and
D. R.
Stewart
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
13
(
2013
).
57.
T.
Ninomiya
,
S.
Muraoka
,
Z.
Wei
,
R.
Yasuhara
,
K.
Katayama
, and
T.
Takagi
,
IEEE Electron Device Lett.
34
,
762
(
2013
).
58.
T.
Ninomiya
,
Z.
Wei
,
S.
Muraoka
,
R.
Yasuhara
,
K.
Katayama
, and
T.
Takagi
,
IEEE Trans. Electron Devices
60
,
1384
(
2013
).
59.
Y.
Hayakawa
,
A.
Himeno
,
R.
Yasuhara
,
W.
Boullart
,
E.
Vecchio
,
T.
Vandeweyer
,
T.
Witters
,
D.
Crotti
,
M.
Jurczak
,
S.
Fujii
,
S.
Ito
,
Y.
Kawashima
,
Y.
Ikeda
,
A.
Kawahara
,
K.
Kawai
,
Z.
Wei
,
S.
Muraoka
,
K.
Shimakawa
,
T.
Mikawa
, and
S.
Yoneda
, in
Proceedings of the International Symposium on VLSI Technology
(
2015
), p.
T14
.
60.
S.
Pi
,
P.
Lin
, and
Q.
Xia
,
J. Vac. Sci. Technol., B
31
,
06FA02
(
2013
).
61.
C.
Ho
,
C. L.
Hsu
,
C. C.
Chen
,
J. T.
Liu
,
C. S.
Wu
,
C. C.
Huang
,
C.
Hu
, and
F. L.
Yang
, in
International Electron Devices Meeting
(
2010
), p.
436
.
62.
B.
Govoreanu
,
G.
Kar
,
Y.
Chen
,
V.
Paraschiv
,
S.
Kubicek
,
A.
Fantini
,
I.
Radu
,
L.
Goux
,
S.
Clima
,
R.
Degraeve
,
N.
Jossart
,
O.
Richard
,
T.
Vandeweyer
,
K.
Seo
,
P.
Hendrickx
,
G.
Pourtois
,
H.
Bender
,
L.
Altimime
,
D.
Wouters
,
J.
Kittl
, and
M.
Jurczak
, in
International Electron Devices Meeting
(
2011
), p.
729
.
63.
C.
Baeumer
,
C.
Schmitz
,
A. H. H.
Ramadan
,
H.
Du
,
K.
Skaja
,
V.
Feyer
,
P.
Muller
,
B.
Arndt
,
C.
Jia
,
J.
Mayer
,
R. A.
De Souza
,
C. M.
Schneider
,
R.
Waser
, and
R.
Dittmann
,
Nat. Commun.
6
,
9610
(
2015
).
64.
C.
Yoshida
,
K.
Kinoshita
,
T.
Yamasaki
, and
Y.
Sugiyama
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
042106
(
2008
).
65.
M. K.
Yang
,
J. W.
Park
,
T. K.
Ko
, and
J. K.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
042105
(
2009
).
66.
H. Y.
Jeong
,
J. Y.
Lee
, and
S. Y.
Choi
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
042109
(
2010
).
67.
J. R.
Jameson
,
Y.
Fukuzumi
,
Z.
Wang
,
P.
Griffin
,
K.
Tsunoda
,
G. I.
Meijer
, and
Y.
Nishi
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
112101
(
2007
).
68.
M. J.
Lee
,
S.
Han
,
S. H.
Jeon
,
B. H.
Park
,
B. S.
Kang
,
S. E.
Ahn
,
K. H.
Kim
,
C. B.
Lee
,
C. J.
Kim
,
I. K.
Yoo
,
D. H.
Seo
,
X. S.
Li
,
J. B.
Park
,
J. H.
Lee
, and
Y.
Park
,
Nano Lett.
9
,
1476
(
2009
).
69.
H. S. P.
Wong
,
H.-Y.
Lee
,
S.
Yu
,
Y.-S.
Chen
,
Y.
Wu
,
P.-S.
Chen
,
B.
Lee
,
F. T.
Chen
, and
M.-J.
Tsai
,
Proc. IEEE
100
,
1951
(
2012
).
70.
S.
Yu
,
B.
Lee
, and
H.-S. P.
Wong
,
Metal Oxide Resistive Switching Memory in Functional Metal Oxide Nanostructures
(
Springer-Verlag
,
2011
).
71.
See www.itrs2.net/itrs-reports.html
for “International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS 2.0).
72.
E.
Lim
and
R.
Ismail
,
Electronics
4
,
586
(
2015
).
73.
X.
Cao
,
X. M.
Li
,
X. D.
Gao
,
Y. W.
Zhang
,
X. J.
Liu
,
Q.
Wang
, and
L. D.
Chen
,
Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process.
97
,
883
(
2009
).
74.
J. J.
Huang
,
C. W.
Kuo
,
W. C.
Chang
, and
T. H.
Hou
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
262901
(
2010
).
75.
W.
Zhu
,
T. P.
Chen
,
Y.
Liu
, and
S.
Fung
,
J. Appl. Phys.
112
,
063706
(
2012
).
76.
R.
Zhang
,
K.-C.
Chang
,
T.-C.
Chang
,
T.-M.
Tsai
,
S.-Y.
Huang
,
W.-J.
Chen
,
K.-H.
Chen
,
J.-C.
Lou
,
J.-H.
Chen
,
T.-F.
Young
,
M.-C.
Chen
,
H.-L.
Chen
,
S.-P.
Liang
,
Y.-E.
Syu
, and
S. M.
Sze
,
IEEE Electron Device Lett.
35
,
630
(
2014
).
77.
K.
Sun
,
K.
Zhang
,
F.
Wang
,
W.
Sun
,
T.
Lu
,
B.
Wang
, and
W.
Cheng
,
ECS Trans.
60
,
1057
(
2014
).
78.
Y.
Syu
,
T.
Chang
,
J.
Lou
,
T.
Tsai
,
K.
Chang
,
M.
Tsai
,
L.
Wang
,
M.
Liu
, and
S. M.
Sze
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
172903
(
2013
).
79.
W. K.
Hsieh
,
K. T.
Lam
, and
S. J.
Chang
,
Mater. Sci. Semicond. Process.
35
,
30
(
2015
).
80.
L.
Zhong
,
P. A.
Reed
,
R.
Huang
,
C. H.
de Groot
, and
L.
Jiang
,
Solid State Electron.
94
,
98
(
2014
).
81.
S.
Mondal
,
C. H.
Chueh
, and
T. M.
Pan
,
J. Appl. Phys.
115
,
014501
(
2014
).
82.
J.
Lee
,
S.
Jung
,
J.
Park
,
S.
Chung
,
J.
Sung
,
J.
Lee
,
S.
Jung
,
J.
Park
,
S.
Chung
, and
J. S.
Roh
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
1
(
2012
).
83.
S. M.
Yu
,
X. M.
Guan
, and
H. S. P.
Wong
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
063507
(
2011
).
84.
Y. Q.
Zhu
,
H.
Qian
,
L. F.
Wang
,
L.
Wang
, and
J. Y.
Tang
,
Microelectron. Reliab.
54
,
152
(
2014
).
85.
F. C.
Chiu
,
Adv. Mater. Sci. Eng.
2014
,
1
.
86.
B.
Majkusiak
,
P.
Palestri
,
A.
Schenk
,
A. S.
Spinelli
,
C. M.
Compagnoni
, and
M.
Luisier
, “
Modeling and simulation approaches for gate current computation
,”
Nanoscale CMOS
(
John Wiley & Sons, Inc
,
Hoboken
,
2013
).
87.
W.
Kim
,
S. I. L.
Park
,
Z.
Zhang
, and
S.
Wong
,
IEEE Trans. Electron Devices
61
,
2158
(
2014
).
88.
D. Y.
Guo
,
Z. P.
Wu
,
Y. H.
An
,
P. G.
Li
,
P. C.
Wang
,
X. L.
Chu
,
X. C.
Guo
,
Y. S.
Zhi
,
M.
Lei
,
L. H.
Li
, and
W. H.
Tang
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
042105
(
2015
).
89.
R.
Mahapatra
,
S.
Maji
,
A. B.
Horsfall
, and
N. G.
Wright
,
Microelectron. Eng.
138
,
118
(
2015
).
90.
Y.
Sharma
,
P.
Misra
,
S. P.
Pavunny
, and
R. S.
Katiyar
,
Proc. MRS
1729
,
23
(
2015
).
91.
S. M.
Hong
,
H. D.
Kim
,
M. J.
Yun
,
J. H.
Park
,
D. S.
Jeon
, and
T. G.
Kim
,
Thin Solid Films
583
,
81
(
2015
).
92.
C.
Chen
,
F.
Pan
,
Z. S.
Wang
,
J.
Yang
, and
F.
Zeng
,
J. Appl. Phys.
111
,
013702
(
2012
).
93.
M.
Ismail
,
E.
Ahmed
,
A. M.
Rana
,
I.
Talib
,
T.
Khan
,
K.
Iqbal
, and
M. Y.
Nadeem
,
Thin Solid Films
583
,
95
(
2015
).
94.
S.
Lee
,
H.
Kim
,
D. J.
Yun
,
S. W.
Rhee
, and
K. R.
Yong
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
262113
(
2009
).
95.
K.
Nagashima
,
T.
Yanagida
,
K.
Oka
, and
T.
Kawai
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
242902
(
2009
).
96.
A.
Rose
,
Phys. Rev.
97
,
1538
(
1955
).
97.
S. Y.
Wang
,
C. W.
Huang
,
D. Y.
Lee
,
T. Y.
Tseng
, and
T. C.
Chang
,
J. Appl. Phys.
108
,
114110
(
2010
).
98.
B.
Zeng
,
D.
Xu
,
M.
Tang
,
Y.
Xiao
,
Y.
Zhou
,
R.
Xiong
,
Z.
Li
, and
Y.
Zhou
,
J. Appl. Phys.
116
,
124514
(
2014
).
99.
M.
Ismail
,
C. Y.
Huang
,
D.
Panda
,
C. J.
Hung
,
T. L.
Tsai
,
J. H.
Jieng
,
C. A.
Lin
,
U.
Chand
,
A. M.
Rana
,
E.
Ahmed
,
I.
Talib
,
M. Y.
Nadeem
, and
T.-Y.
Tseng
,
Nanoscale Res. Lett.
9
,
1
(
2014
).
100.
Y. J.
Fu
,
F. J.
Xia
,
Y. L.
Jia
,
C. J.
Jia
,
J. Y.
Li
,
X. H.
Dai
,
G. S.
Fu
,
B. Y.
Zhu
, and
B. T.
Liu
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
223505
(
2014
).
101.
C.
Chen
,
Y. C.
Yang
,
F.
Zeng
, and
F.
Pan
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
8
(
2010
).
102.
H. Y.
Lee
,
Y. S.
Chen
,
P. S.
Chen
,
T. Y.
Wu
,
F.
Chen
,
C. C.
Wang
,
P. J.
Tzeng
,
M. J.
Tsai
, and
C.
Lien
,
IEEE Electron Device Lett.
31
,
44
(
2010
).
103.
H. Y.
Lee
,
P. S.
Chen
,
T. Y.
Wu
,
Y. S.
Chen
,
F.
Chen
,
C. C.
Wang
,
P. J.
Tzeng
,
C. H.
Lin
,
M. J.
Tsai
, and
C.
Lien
,
IEEE Electron Device Lett.
30
,
703
(
2009
).
104.
S.
Kim
,
H. Y.
Jeong
,
S. Y.
Choi
, and
Y. K.
Choi
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
2
(
2010
).
105.
H.
Peng
and
T.
Wu
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
152106
(
2009
).
106.
Q.
Liu
,
W.
Guan
,
S.
Long
,
R.
Jia
,
M.
Liu
, and
J.
Chen
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
4
(
2008
).
107.
L. E.
Yu
,
S.
Kim
,
M. K.
Ryu
,
S. Y.
Choi
, and
Y. L.
Choi
,
IEEE Electron Device Lett.
29
,
331
(
2008
).
108.
I.
Valov
,
R.
Waser
,
J. R.
Jameson
, and
M. N.
Kozicki
,
Nanotechnology
22
,
254003
(
2011
).
109.
I.
Valov
and
M. N.
Kozicki
,
J. Phys. D
46
,
074005
(
2013
).
110.
C.
Ho
,
E. K.
Lai
,
M. D.
Lee
,
C. L.
Pan
,
Y. D.
Yao
,
K. Y.
Hsieh
,
R.
Liu
, and
C. Y.
Lu
, in
Proceedings of the International Symposium on VLSI Technology
(
2007
),
p. 228
.
111.
Z.
Wei
,
T.
Takagi
,
Y.
Kanzawa
,
Y.
Katoh
,
T.
Ninomiya
,
K.
Kawai
,
S.
Muraoka
,
S.
Mitani
,
K.
Katayama
,
S.
Fujii
 et al, in
Proceedings of the IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM)
, Washington, DC, USA (
2011
), pp.
721
724
.
112.
B. T.
Phan
,
T.
Choi
,
A.
Romanenko
, and
J.
Lee
,
Solid State Electron.
75
,
43
(
2012
).
113.
D. C.
Sekar
,
B.
Bateman
,
U.
Raghuram
,
S.
Bowyer
,
Y.
Bai
,
M.
Calarrudo
,
P.
Swab
,
J.
Wu
,
S.
Nguyen
,
N.
Mishra
,
R.
Meyer
,
M.
Kellam
,
B.
Haukness
,
C.
Chevallier
,
H.
Wu
,
H.
Qian
,
F.
Kreupl
, and
G.
Bronner
, in
International Electron Devices Meeting
(
2014
), p.
657
.
114.
Y.
Zhang
,
N.
Deng
,
H.
Wu
,
Z.
Yu
,
J.
Zhang
, and
H.
Qian
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
063508
(
2014
).
115.
R.
Fang
,
W.
Chen
,
L.
Gao
,
W.
Yu
, and
S.
Yu
,
IEEE Electron Device Lett.
36
,
567
(
2015
).
116.
N. F.
Mott
and
E. A.
Davis
,
Electronic Processes in Non-Crystalline Materials
(
Clarendon Press
,
Oxford
,
1971
).
117.
S.
Yu
,
B.
Lee
, and
H. S. P.
Wong
, “
Metal oxide resistive switching memory
,” in
Functional Metal Oxide Nanostructures
, edited by
J.
Wu
,
J.
Cao
,
W.-Q.
Han
,
A.
Janotti
, and
H.-C.
Kim
(
Springer
,
Berlin, Germany
,
2012
), Vol.
149
, pp.
269
302
.
118.
B.
Long
,
Y.
Li
,
S.
Mandal
,
R.
Jha
, and
K.
Leedy
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
113503
(
2012
).
119.
G.
Bersuker
,
J.
Yum
,
L.
Vandelli
,
A.
Padovani
,
L.
Larcher
,
V.
Iglesias
,
M.
Porti
,
L.
Nafría
,
K.
McKenna
,
A.
Shluger
,
P.
Kirsch
, and
R.
Jammy
,
Solid State Electron.
65
,
146
(
2011
).
120.
A.
Mehonic
,
S.
Cueff
,
M.
Wojdak
,
S.
Hudziak
,
O.
Jambois
,
C.
Labbé
,
B.
Garrido
,
R.
Rizk
, and
A. J.
Kenyon
,
J. Appl. Phys.
111
,
074507
(
2012
).
121.
A.
Mehonic
,
S.
Cueff
,
M.
Wojdak
,
S.
Hudziak
,
C.
Labbé
,
R.
Rizk
, and
A. J.
Kenyon
,
Nanotechnology
23
,
455201
(
2012
).
122.
H.
Jeon
,
J.
Park
,
W.
Jang
,
H.
Kim
,
C.
Kang
,
H.
Song
,
H.
Seo
, and
H.
Jeon
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
151603
(
2014
).
123.
R.
Moazzami
and
C.
Hu
, in
International Electron Devices Meeting
(
1992
), p.
139
.
124.
B.
Ricco
,
G.
Gozzi
, and
M.
Lanzoni
,
IEEE Trans Electron Devices
45
,
1554
(
1998
).
125.
J. G.
Simmons
,
J. Appl. Phys.
34
,
1793
(
1963
).
126.
Y.
Sharma
,
S. P.
Pavunny
,
E.
Fachini
,
J. F.
Scott
, and
R. S.
Katiyar
,
J. Appl. Phys.
118
,
094506
(
2015
).
127.
R.
Perera
,
A.
Ikeda
,
R.
Hattori
, and
Y.
Kuroki
,
Microelectron. Eng.
65
,
357
(
2003
).
128.
K.
Zheng
,
J. L.
Zhao
,
K. S.
Leck
,
K. L.
Teo
,
E. G.
Yeo
, and
X. W.
Sun
,
ECS Solid State Lett.
3
,
Q36
(
2014
).
129.
Y.
Seo
,
S.
Lee
,
I.
An
,
C.
Song
, and
H.
Jeong
,
Semicond. Sci. Technol.
24
,
115016
(
2009
).
130.
M. P.
Houng
,
Y. H.
Wang
, and
W. J.
Chang
,
J. Appl. Phys.
86
,
1488
(
1999
).
131.
J.
Zhu
,
Y.
Zhao
,
Q.
Huang
,
C.
Cheng
,
C.
Wu
,
R.
Jia
, and
R.
Huang
,
IEEE Electron Device Lett.
38
,
1200
(
2017
).
132.
N.
Xu
,
L. F.
Liu
,
X.
Sun
,
X. Y.
Liu
,
D. D.
Han
,
Y.
Wang
,
R. Q.
Han
,
J. F.
Kang
, and
B.
Yu
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
232112
(
2008
).
133.
S.
Lombardo
,
J. H.
Stathis
,
B. P.
Linder
,
K. L.
Pey
,
F.
Palumbo
, and
C. H.
Tung
,
J. Appl. Phys.
98
,
121301
(
2005
).
134.
G. H.
Buh
,
I.
Hwang
, and
B. H.
Park
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
142101
(
2009
).
135.
W.
Wang
,
S.
Fujita
, and
S. S.
Wong
,
IEEE Electron Device Lett.
30
,
763
(
2009
).
136.
D.-H.
Kwon
,
K. M.
Kim
,
J. H.
Jang
,
J. M.
Jeon
,
M. H.
Lee
,
G. H.
Kim
,
X.-S.
Li
,
G. –S.
Park
,
B.
Lee
,
S.
Han
,
M.
Kim
, and
C. S.
Hwang
,
Nat. Nanotechnol.
5
,
148
(
2010
).
137.
Z. H.
Tan
,
R.
Yang
,
K.
Terabe
,
X. B.
Yin
,
X. D.
Zhang
, and
X.
Guo
,
Adv Mater.
28
,
377
(
2016
).
138.
J. P.
Strachan
,
M. D.
Pickett
,
J. J.
Yang
,
S.
Aloni
,
A. L.
David Kilcoyne
,
G.
Medeiros-Ribeiro
, and
R. S.
Williams
,
Adv Mater
22
,
3573
(
2010
).
139.
G. H.
Kim
,
J. H.
Lee
,
J. Y.
Seok
,
S. J.
Song
,
J. H.
Yoon
,
K. J.
Yoon
,
M. H.
Lee
,
K. M.
Kim
,
H. D.
Lee
,
S. W.
Ryu
,
T. J.
Park
, and
C. S.
Hwang
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
262901
(
2011
).
140.
J. Y.
Chen
,
C. W.
Huang
,
C. H.
Chiu
,
Y. T.
Huang
, and
W. W.
Wu
,
Adv. Mater.
27
,
5028
(
2015
).
141.
Y.
Yang
,
X.
Zhang
,
L.
Qin
,
Q.
Zeng
,
X.
Qiu
, and
R.
Huang
,
Nat. Commun.
8
,
15173
(
2017
).
142.
S.
Kumar
,
C. E.
Graves
,
J. P.
Strachan
,
E. M.
Grafals
,
A. L.
Kilcoyne
,
T.
Tyliszczak
,
J. N.
Weker
,
Y.
Nishi
, and
R. S.
Williams
,
Adv. Mater.
28
,
2772
(
2016
).
143.
H. Y.
Lee
,
P. S.
Chen
,
T. Y.
Wu
,
Y. S.
Chen
,
C. C.
Wang
,
P. J.
Tzeng
,
C. H.
Lin
,
F.
Chen
,
C. H.
Lien
, and
M.-J.
Tsai
, in
IEDM Technical Digest, IEEE International Electron Devices Meeting
(
2008
), p.
297
.
144.
I. H.
Inoue
,
S.
Yasuda
,
H.
Akinaga
, and
H.
Takagi
,
Phys. Rev. B
77
,
035105
(
2008
).
145.
C.
Walczyk
,
C.
Wenger
,
R.
Sohal
,
M.
Lukosius
,
A.
Fox
,
J.
Dabrowski
,
D.
Wolansky
,
B.
Tillack
,
H. J.
Mussig
, and
T.
Schroeder
,
J. Appl. Phys.
105
,
114103
(
2009
).
146.
W. Y.
Chang
,
Y. T.
Ho
,
T. C.
Hsu
,
F.
Chen
,
M. J.
Tsai
, and
T. B.
Wu
,
Electrochem. Solid State Lett.
12
,
H135
(
2009
).
147.
X.
Cao
,
X. M.
Li
,
X. D.
Gao
,
W. D.
Yu
,
X. J.
Liu
,
Y. W.
Zhang
,
L. D.
Chen
, and
X. H.
Cheng
,
J. Appl. Phys.
106
,
073723
(
2009
).
148.
L.
Goux
,
J. G.
Lisoni
,
X. P.
Wang
,
M.
Jurczak
, and
D. J.
Wouters
,
IEEE Trans. Electron Devices
56
,
2363
(
2009
).
149.
J. Y.
Son
and
Y. H.
Shin
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
222106
(
2008
).
150.
K.
Szot
,
W.
Speier
,
G.
Bihlmayer
, and
R.
Waser
,
Nat. Mater.
5
,
312
(
2006
).
151.
B. J.
Choi
,
D. S.
Jeong
,
S. K.
Kim
,
C.
Rohde
,
S.
Choi
,
J. H.
Oh
,
H. J.
Kim
,
C. S.
Hwang
,
K.
Szot
,
R.
Waser
,
B.
Reichenberg
, and
S.
Tiedke
,
J. Appl. Phys.
98
,
033715
(
2005
).
152.
D.
Lee
,
D. J.
Seong
,
I.
Jo
,
F.
Xiang
,
R.
Dong
,
S.
Oh
, and
H.
Hwang
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
122104
(
2007
).
153.
G.
Bersuker
,
D. C.
Gilmer
,
D.
Veksler
,
J.
Yum
,
H.
Park
,
S.
Lian
,
L.
Vandelli
,
A.
Padovani
,
L.
Larcher
,
K.
McKenna
,
A.
Shluger
,
V.
Iglesias
,
M.
Porti
,
M.
Nafria
,
W.
Taylor
,
P. D.
Kirsch
, and
R.
Jammy
, in
IEDM Technical Digest of IEEE International Electron Devices Meeting
(
2010
), p.
456
.
154.
M.
Moors
,
K. K.
Adepalli
,
Q.
Lu
,
A.
Wedig
,
C.
Baumer
,
K.
Skaja
,
B.
Arndt
,
H. L.
Tuller
,
R.
Dittmann
,
R.
Waser
,
B.
Yildiz
, and
I.
Valov
,
ACS Nano
10
,
1481
(
2016
).
155.
S.
Kim
,
H. J.
Jung
,
J. C.
Kim
,
K. S.
Lee
,
S. S.
Park
,
V. P.
Dravid
,
K.
He
, and
H. Y.
Jeong
,
ACS Nano
12
,
7335
(
2018
).
156.
F.
Miao
,
J. P.
Strachan
,
J. J.
Yang
,
M. X.
Zhang
,
I.
Goldfarb
,
A. C.
Torrezan
,
P.
Eschbach
,
R. D.
Kelley
,
G.
Medeiros-Ribeiro
, and
R. S.
Williams
,
Adv. Mater.
23
,
5633
(
2011
).
157.
S.
Kumar
,
Z.
Wang
,
X.
Huang
,
N.
Kumari
,
N.
Davila
,
J. P.
Strachan
,
D.
Vine
,
A. L.
Kilcoyne
,
Y.
Nishi
, and
R. S.
Williams
,
ACS Nano
10
,
11205
(
2016
).
158.
L.
Zhao
,
J.
Zhang
,
Y.
He
,
X.
Guan
,
H.
Qian
, and
Z.
Yu
,
IEEE Electron Device Lett.
32
,
677
(
2011
).
159.
B.
Gao
,
S.
Yu
,
N.
Xu
,
L. F.
Liu
,
B.
Sun
,
X. Y.
Liu
,
R. Q.
Han
,
J. F.
Kang
,
B.
Yu
, and
Y. Y.
Wang
, in
Technical Digest of IEEE International Electron Devices Meeting
(
2008
), p.
563
.
160.
S.
Yu
and
H.-S. P.
Wong
,
IEEE Electron Device Lett.
31
,
1455
(
2010
).
161.
A.
Marchewka
,
B.
Roesgen
,
K.
Skaja
,
H.
Du
,
C.-L.
Jia
,
J.
Mayer
,
V.
Rana
,
R.
Waser
, and
S.
Menzel
,
Adv. Electron. Mater.
2
,
1
(
2016
).
162.
U.
Russo
,
D.
Ielmini
,
C.
Cagli
,
A. L.
Lacaita
,
S.
Spiga
,
C.
Wiemer
,
M.
Perego
, and
M.
Fanciulli
, in
Proceedings of the IEEE International Electron Devices Meeting
(
2007
), p.
775
.
163.
T.-N.
Fang
,
S.
Kaza
,
S.
Haddad
,
A.
Chen
,
Y.-C.
Wu
,
Z.
Lan
,
S.
Avanzino
,
D.
Liao
,
C.
Gopalan
,
S.
Choi
,
S.
Mahdavi
,
M.
Buynoski
,
Y.
Lin
,
C.
Marrian
,
C.
Bill
,
M.
VanBuskirk
, and
M.
Taguchi
, in
Technical Digest of IEEE International Electron Devices Meeting
(
2006
), p.
789
.
164.
U.
Russo
,
D.
Ielmini
,
C.
Cagli
, and
A. L.
Lacaita
,
IEEE Trans. Electron Devices
56
,
186
(
2009
).
165.
U.
Russo
,
D.
Ielmini
,
C.
Cagli
, and
A. L.
Lacaita
,
IEEE Trans. Electron Devices
56
,
193
(
2009
).
166.
J. Y.
Chen
,
C. L.
Hsin
,
C. W.
Huang
,
C. H.
Chiu
,
Y. T.
Huang
,
S. J.
Lin
,
W. W.
Wu
, and
L. J.
Chen
,
Nano Lett.
13
,
3671
(
2013
).
167.
W.-Y.
Chang
,
Y.-C.
Lai
,
T.-B.
Wu
,
S.-F.
Wang
,
F.
Chen
, and
M.-J.
Tsai
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
2
(
2008
).
168.
D.
Ielmini
,
IEEE Trans. Electron Devices
58
,
4309
(
2011
).
169.
M.
Lübben
,
S.
Wiefels
,
R.
Waser
, and
I.
Valov
,
Adv. Electron. Mater.
4
,
1700458
(
2018
).
170.
A.
Wedig
,
M.
Luebben
,
D. Y.
Cho
,
M.
Moors
,
K.
Skaja
,
V.
Rana
,
T.
Hasegawa
,
K. K.
Adepalli
,
B.
Yildiz
,
R.
Waser
, and
I.
Valov
,
Nat. Nanotechnol.
11
,
67
(
2016
).
171.
M.
Lubben
,
P.
Karakolis
,
V.
Ioannou-Sougleridis
,
P.
Normand
,
P.
Dimitrakis
, and
I.
Valov
,
Adv. Mater.
27
,
6202
(
2015
).
172.
J.
Lee
,
C.
Du
,
K.
Sun
,
E.
Kioupakis
, and
W. D.
Lu
,
ACS Nano
10
,
3571
(
2016
).
173.
T.
Chang
,
S.-H.
Jo
, and
W.
Lu
,
ACS Nano
5
,
7669
(
2011
).
174.
Z. Q.
Wang
,
H. Y.
Xu
,
X. H.
Li
,
H.
Yu
,
Y. C.
Liu
, and
X. J.
Zhu
,
Adv. Funct. Mater.
22
,
2759
(
2012
).
175.
X.
Yan
,
J.
Zhao
,
S.
Liu
,
Z.
Zhou
,
Q.
Liu
,
J.
Chen
, and
X. Y.
Liu
,
Adv. Funct. Mater.
28
,
1705320
(
2018
).
176.
M.
Wang
,
S.
Cai
,
C.
Pan
,
C.
Wang
,
X.
Lian
,
Y.
Zhuo
,
K.
Xu
,
T.
Cao
,
X.
Pan
,
B.
Wang
,
S.-J.
Liang
,
J. J.
Yang
,
P.
Wang
, and
F.
Miao
,
Nat. Electron.
1
,
130
(
2018
).
177.
Z.
Xiao
and
J.
Huang
,
Adv. Electron. Mater.
2
,
1600100
(
2016
).
178.
Y.
Ren
,
V.
Milo
,
Z.
Wang
,
H.
Xu
,
D.
Ielmini
,
X.
Zhao
, and
Y.
Liu
,
Adv. Theory Simul.
1
,
1700035
(
2018
).
179.
G.
Liu
,
C.
Wang
,
W.
Zhang
,
L.
Pan
,
C.
Zhang
,
X.
Yang
,
F.
Fan
,
Y.
Chen
, and
R. W.
Li
,
Adv. Electron. Mater.
2
,
1500298
(
2016
).
180.
U.
Chand
,
K. C.
Huang
,
C. Y.
Huang
,
C. H.
Ho
,
C. H.
Lin
, and
T. Y.
Tseng
,
J. Appl. Phys.
117
,
184105
(
2015
).
181.
Y. S.
Chen
,
H. Y.
Lee
,
P. S.
Chen
,
P. Y.
Gu
,
C. W.
Chen
,
W. P.
Lin
,
W. H.
Liu
,
Y. Y.
Hsu
,
S. S.
Sheu
,
P. C.
Chiang
,
W. S.
Chen
,
F. T.
Chen
,
C. H.
Lien
, and
M.-J.
Tsai
, in
Technical Digest of IEEE International Electron Devices Meeting
(
2009
), p.
105
.
182.
C.
Li
,
M.
Hu
,
Y.
Li
,
H.
Jiang
,
N.
Ge
,
E.
Montgomery
,
J.
Zhang
,
W.
Song
,
N.
Dávila
,
C. E.
Graves
,
Z.
Li
,
J. P.
Strachan
,
P.
Lin
,
Z.
Wang
,
M.
Barnell
,
Q.
Wu
,
R. S.
Williams
,
J. J.
Yang
, and
Q.
Xia
,
Nat. Electron.
1
,
52
(
2018
).
183.
J.
Song
,
Y.
Zhang
,
C.
Xu
,
W.
Wu
, and
Z. L.
Wang
,
Nano Lett.
11
,
2829
(
2011
).
184.
S. G.
Hu
,
Y.
Liu
,
T. P.
Chen
,
Z.
Liu
,
Q.
Yu
,
L. J.
Deng
,
Y.
Yin
, and
S.
Hosaka
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
133701
(
2013
).
185.
S.
Porro
,
A.
Jasmin
,
D.
Conti
,
K.
Bejtka
,
A.
Chiolerio
,
S.
Guastella
,
C. F.
Pirri
, and
C.
Ricciardi
,
J. Vac. Sci. Technol., A
34
,
01A147
(
2016
).
186.
T. D.
Dongale
,
S. V.
Mohite
,
A. A.
Bagade
,
P. K.
Gaikwad
,
P. S.
Patil
,
R. K.
Kamat
, and
K. Y.
Rajpure
,
Electron. Mater. Lett.
11
,
944
(
2015
).
187.
T.
Liu
,
Y.
Kang
,
S.
El-Helw
,
T.
Potnis
, and
M.
Orlowski
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
52
,
084202
(
2013
).
188.
M.
Laurenti
,
S.
Porro
,
C. F.
Pirri
,
C.
Ricciardi
, and
A.
Chiolerio
,
Crit. Rev. Solid State Mater. Sci.
42
,
153
(
2017
).
189.
K. D. M.
Rao
,
A. A.
Sagade
,
R.
John
,
T.
Pradeep
, and
G. U.
Kulkarni
,
Adv. Electron. Mater.
2
,
1500286
(
2016
).
190.
Y.
Aoki
,
C.
Wiemann
,
V.
Feyer
,
H. S.
Kim
,
C. M.
Schneider
,
H.
Ill-Yoo
, and
M.
Martin
,
Nat. Commun.
5
,
3473
(
2014
).
191.
F.
Miao
,
W.
Yi
,
I.
Goldfarb
,
J. J.
Yang
,
M.-X.
Zhang
,
M. D.
Pickett
,
J. P.
Strachen
,
G.
Medeiros-Ribeiro
, and
R. S.
Williams
,
ACS Nano
6
,
2312
(
2012
).
192.
S.
Yu
,
B.
Gao
,
Z.
Fang
,
H.
Yu
,
J.
Kang
, and
H. S.
Wong
,
Adv. Mater.
25
,
1774
(
2013
).
193.
R.
Yang
,
K.
Terabe
,
G.
Liu
,
T.
Tsuruoka
,
T.
Hasegawa
,
J. K.
Gimzearski
, and
M.
Aono
,
ACS Nano
6
,
9515
(
2012
).
194.
Y.
Lin
,
T.
Zeng
,
H.
Xu
,
Z.
Wang
,
X.
Zhao
,
W.
Liu
,
J.
Ma
, and
Y.
Liu
,
Adv. Electron. Mater.
4
,
1870056
(
2018
).
195.
R.
Muenstermann
,
T.
Menke
,
R.
Dittmann
, and
R.
Waser
,
Adv Mater.
22
,
4819
(
2010
).
196.
S.
Menzel
,
M.
Waters
,
A.
Marchewka
,
U.
Bottger
,
R.
Dittmann
, and
R.
Waser
,
Adv. Funct. Mater.
21
,
4487
(
2011
).
197.
X.
Guo
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
152903
(
2012
).
198.
X. W.
Sun
,
G. Q.
Li
,
L.
Chen
,
Z. H.
Shi
, and
W. F.
Zhang
,
Nanoscale Res. Lett.
6
,
599
(
2011
).
199.
R.
Oligschlaeger
,
R.
Waser
,
R.
Meyer
,
S.
Karthauser
, and
R.
Dittmann
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
042901
(
2006
).
200.
C.
Park
,
Y.
Seo
,
J.
Jung
, and
D.-W.
Kim
,
J. Appl. Phys.
103
,
054106
(
2008
).
201.
S.
Saraf
,
M.
Markovich
,
T.
Vincent
,
R.
Rechter
, and
A.
Rothschild
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
022902
(
2013
).
202.
H.
Nili
,
S.
Walia
,
S.
Balendhran
,
D. B.
Strukov
,
M.
Bhaskaran
, and
S.
Sriram
,
Adv. Funct. Mater.
24
,
6741
(
2014
).
203.
Y.
Liu
,
L. A.
Renna
,
H. B.
Thompson
,
Z. A.
Page
,
T.
Emrick
,
M. D.
Barnes
,
M.
Bag
,
D.
Venkataraman
, and
T. P.
Russell
,
Adv. Energy Mater.
7
,
1701235
(
2017
).
204.
H.
Tian
,
L.
Zhao
,
X.
Wang
,
Y. W.
Yeh
,
N.
Yao
,
B. P.
Rand
, and
T. L.
Ren
,
ACS Nano
11
,
12247
(
2017
).
205.
S.
Cho
,
C.
Yun
,
S.
Tappertzhofen
,
A.
Kursumovic
,
S.
Lee
,
P.
Lu
,
Q.
Jia
,
M.
Fan
,
J.
Jian
,
H.
Wang
,
S.
Hofmann
, and
J. L.
MacManus-Driscoll
,
Nat. Commun.
7
,
12373
(
2016
).
206.
W.
Guan
,
S.
Long
,
R.
Jia
, and
M.
Liu
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
062111
(
2007
).
207.
Q.
Duan
,
L.
Xu
,
J.
Zhu
,
X.
Sun
,
Y.
Yang
, and
R.
Huang
, “
Resistive switching and synaptic plasticity in HfO2-based memristors with single-layer and bilayer structures
,”
2018 China Semiconductor Technology International Conference (CSTIC), 11–12 March 2018, Shanghai, China
(
IEEE
,
2018
).
208.
W.
Huh
,
S.
Jang
,
J. Y.
Lee
,
D.
Lee
,
D.
Lee
,
J. M.
Lee
,
H. G.
Park
,
J. C.
Kim
,
H. Y.
Jeong
,
G.
Wang
, and
C. H.
Lee
,
Adv. Mater.
30
,
e1801447
(
2018
).
209.
F.
Hui
,
E.
Grustan-Gutierrez
,
S.
Long
,
Q.
Liu
,
A. K.
Ott
,
A. C.
Ferrari
, and
M.
Lanza
,
Adv. Electron. Mater.
3
,
1600195
(
2017
).
210.
V. K.
Nagareddy
,
M. D.
Barnes
,
F.
Zipoli
,
K. T.
Lai
,
A. M.
Alexeev
,
M. F.
Craciun
, and
C. D.
Wright
,
ACS Nano
11
,
3010
(
2017
).
211.
L.
Wang
,
Z.
Wang
,
W.
Zhao
,
B.
Hu
,
L.
Xie
,
M.
Yi
,
H.
Ling
,
C.
Zhang
,
Y.
Chen
,
J.
Lin
,
J.
Zhu
, and
W.
Huang
,
Adv. Electron. Mater.
3
,
1600416
(
2017
).
212.
G.
Anoop
,
V.
Panwar
,
T. Y.
Kim
, and
J. Y.
Jo
,
Adv. Electron. Mater.
3
,
1600418
(
2017
).
213.
C. A.
Santini
,
A.
Sebastian
,
C.
Marchiori
,
V. P.
Jonnalagadda
,
L.
Dellmann
,
W. W.
Koelmans
,
M. D.
Rossell
,
C. P.
Rossel
, and
E.
Eleftheriou
,
Nat. Commun.
6
,
8600
(
2015
).
214.
M.
Moreno-Moreno
,
J.
Troyano
,
P.
Ares
,
O.
Castillo
,
C. A.
Nijhuis
,
L.
Yuan
,
P.
Amo-Ochoa
,
S.
Delgado
,
J.
Gomez-Herrero
,
F.
Zamora
, and
C.
Gomez-Navarro
,
ACS Nano
12
,
10171
(
2018
).
215.
X.
Chen
,
Y.
Zhou
,
V. A. L.
Roy
, and
S. T.
Han
,
Adv. Mater.
30
,
1703950
(
2018
).
216.
S. P.
Park
,
Y. J.
Tak
,
H. J.
Kim
,
J. H.
Lee
,
H.
Yoo
, and
H. J.
Kim
,
Adv. Mater.
30
,
e1800722
(
2018
).
217.
M. K.
Hota
,
M. K.
Bera
,
B.
Kundu
,
S. C.
Kundu
, and
C. K.
Maiti
,
Adv. Funct. Mater.
22
,
4493
(
2012
).
218.
E.-H.
Lee
,
S.-W.
Lee
, and
R. F.
Sarat
,
ACS Nano
8
,
780
(
2014
).
219.
W.
Xu
,
H.
Cho
,
Y. H.
Kim
,
Y. T.
Kim
,
C.
Wolf
,
C. G.
Park
, and
T. W.
Lee
,
Adv. Mater.
28
,
5916
(
2016
).
220.
E. J.
Yoo
,
M.
Lyu
,
J. H.
Yun
,
C. J.
Kang
,
Y. J.
Choi
, and
L.
Wang
,
Adv. Mater.
27
,
6170
(
2015
).
221.
J.
Choi
,
J. S.
Han
,
K.
Hong
,
S. Y.
Kim
, and
H. W.
Jang
,
Adv. Mater.
30
,
e1704002
(
2018
).
222.
L.
Wang
,
Q.
Zhang
,
L.
Chang
,
L.
You
,
X.
He
,
K.
Jin
,
L.
Gu
,
H.
Guo
,
C.
Ge
,
Y.
Feng
, and
J.
Wang
,
Adv. Electron. Mater.
3
,
1700321
(
2017
).
223.
M. S.
Lee
,
S.
Choi
,
C.-H.
An
, and
H.
Kim
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
143504
(
2012
).
224.
S.-Y.
Wang
,
D.-Y.
Lee
,
T.-Y.
Huang
,
J.-W.
Wu
, and
T.-Y.
Tseng
,
Nanotechnology
21
,
495201
(
2010
).
225.
Y.-C.
Chen
,
C. F.
Chen
,
C. T.
Chen
,
J. Y.
Yu
,
S.
Wu
,
S. L.
Lung
,
R.
Liu
, and
C.-Y.
Lu
, in
Technical Digest of International Electron DevicesMeeting
(
2003
), Vol.
905
.
226.
D.
Panda
,
C. Y.
Huang
, and
T. Y.
Tseng
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
112901
(
2012
).
227.
D. Y.
Lee
and
T. Y.
Tseng
,
J. Appl. Phys.
110
,
114117
(
2011
).
228.
M. C.
Wu
,
T. H.
Wu
, and
T. Y.
Tseng
,
J. Appl. Phys.
111
,
014505
(
2012
).
229.
S.
Kim
,
S.
Choi
, and
W.
Lu
,
ACS Nano
8
,
2369
(
2014
).
230.
Y. Y.
Chen
,
M.
Komura
,
R.
Degraeve
,
B.
Govoreanu
,
L.
Goux
,
A.
Fantini
,
N.
Raghavan
,
S.
Clima
,
L.
Zhang
,
A.
Belmonte
,
A.
Redolfi
,
G. S.
Kar
,
G.
Groeseneken
,
D. J.
Wouters
, and
M.
Jurczak
, in
Proceedings of the IEEE International Electron Devices Meeting
(
2013
), p.
482
.
231.
C. Y.
Chen
,
L.
Goux
,
A.
Fantini
,
A.
Redolfi
,
S.
Clima
,
R.
Degraeve
,
Y. Y.
Chen
,
G.
Groeseneken
, and
M.
Jurczak
, in
Proceedings of the IEEE International Electron Devices Meeting
(
2014
), p.
355
.
232.
X.
Guan
,
S.
Yu
, and
H. S. P.
Wong
,
IEEE Trans. Electron Devices
59
,
1172
(
2012
).
233.
Y.
Yang
,
J.
Lee
,
S.
Lee
,
C. H.
Liu
,
Z.
Zhong
, and
W.
Lu
,
Adv. Mater.
26
,
3693
(
2014
).
234.
M.
Qian
,
Y.
Pan
,
F.
Liu
,
M.
Wang
,
H.
Shen
,
D.
He
,
B.
Wang
,
Y.
Shi
,
F.
Miao
, and
X.
Wang
,
Adv. Mater.
26
,
3275
(
2014
).
235.
E.
Ambrosi
,
A.
Bricalli
,
M.
Laudato
, and
D.
Ielmini
,
Faraday Discuss.
213
,
87
(
2019
).
236.
A.
Schönhals
,
C. M. M.
Rosário
,
S.
Hoffmann-Eifert
,
R.
Waser
,
S.
Menzel
, and
D. J.
Wouters
,
Adv. Electron. Mater.
4
,
1700243
(
2018
).
237.
M.
Lubben
,
S.
Menzel
,
S. G.
Park
,
M.
Yang
,
R.
Waser
, and
I.
Valov
,
Nanotechnology
28
,
135205
(
2017
).
238.
C.
Funck
,
A.
Marchewka
,
C.
Bäumer
,
P. C.
Schmidt
,
P.
Müller
,
R.
Dittmann
,
M.
Martin
,
R.
Waser
, and
S.
Menzel
,
Adv. Electron. Mater.
4
,
1800062
(
2018
).
239.
C.
O'Kelly
,
J. A.
Fairfield
, and
J. J.
Boland
,
ACS Nano
8
,
11724
(
2014
).
240.
N.
Liu
,
K.
Lee
, and
P.
Schmuki
,
Angew. Chem., Int. Ed. Engl.
52
,
12381
(
2013
).
241.
C.
Baeumer
,
R.
Valenta
,
C.
Schmitz
,
A.
Locatelli
,
T. O.
Mentes
,
S. P.
Rogers
,
A.
Sala
,
N.
Raab
,
S.
Nemsak
,
M.
Shim
,
C. M.
Schneider
,
S.
Menzel
,
R.
Waser
, and
R.
Dittmann
,
ACS Nano
11
,
6921
(
2017
).
242.
C.
Lenser
,
M.
Patt
,
S.
Menzel
,
A.
Köhl
,
C.
Wiemann
,
C. M.
Schneider
,
R.
Waser
, and
R.
Dittmann
,
Adv. Funct. Mater.
24
,
4466
(
2014
).
243.
K.
Liu
,
L.
Qin
,
X.
Zhang
,
J.
Zhu
,
X.
Sun
,
K.
Yang
,
Y.
Cai
,
Y.
Yang
, and
R.
Huang
,
Faraday Discuss.
213
,
41
(
2019
).
244.
M. v
Witzleben
,
K.
Fleck
,
C.
Funck
,
B.
Baumkötter
,
M.
Zuric
,
A.
Idt
,
T.
Breuer
,
R.
Waser
,
U.
Böttger
, and
S.
Menzel
,
Adv. Electron. Mater.
3
,
1700294
(
2017
).
245.
S.
Schweiger
,
M.
Kubicek
,
F.
Messerschmitt
,
C.
Murer
, and
J. L. M.
Rupp
,
ACS Nano
8
,
5032
(
2014
).
246.
B.
Xiao
and
S.
Watanabe
,
Sci. Technol. Adv. Mater.
20
,
580
(
2019
).
247.
G.
Zhou
,
S.
Duan
,
P.
Li
,
B.
Sun
,
B.
Wu
,
Y.
Yao
,
X.
Yang
,
J.
Han
,
J.
Wu
,
G.
Wang
,
L.
Liao
,
C.
Lin
,
W.
Hu
,
C.
Xu
,
D.
Liu
,
T.
Chen
,
L.
Chen
,
A.
Zhou
, and
Q.
Song
,
Adv. Electron. Mater.
4
,
1700567
(
2018
).
248.
D. S.
Jeong
,
H.
Schroeder
,
U.
Breuer
, and
R.
Waser
,
J. Appl. Phys.
104
,
123716
(
2008
).
249.
L.
Goux
,
P.
Czarnecki
,
Y. Y.
Chen
,
L.
Pantisano
,
X. P.
Wang
,
R.
Degraeve
,
B.
Govoreanu
,
M.
Jurczak
,
D. J.
Wouters
, and
L.
Altimime
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
243509
(
2010
).
250.
T.
Bertaud
,
M.
Sowinska
,
D.
Walczyk
,
C.
Walczyk
,
S.
Kubotsch
,
C.
Wenger
, and
T.
Schroeder
, in
IOP Conference Series: Materials Science Engineering
(
2012
)
, Vol. 41
, p.
12018
.
251.
S.
Tappertzhofen
,
I.
Valov
,
T.
Tsuruoka
,
T.
Hasegawa
,
R.
Waser
, and
M.
Aono
,
ACS Nano
7
,
6396
(
2013
).
252.
B. J.
Choi
and
I. W.
Chen
,
Appl. Phys. A
112
,
235
(
2013
).
253.
F.
Messerschmitt
,
M.
Kubicek
, and
J. L. M.
Rupp
,
Adv. Funct. Mater.
25
,
5117
(
2015
).
254.
D.
Cooper
,
C.
Baeumer
,
N.
Bernier
,
A.
Marchewka
,
C.
La Torre
,
R. E.
Dunin-Borkowski
,
S.
Menzel
,
R.
Waser
, and
R.
Dittmann
,
Adv. Mater.
29
,
1700212
(
2017
).
255.
T.
Heisig
,
C.
Baeumer
,
U. N.
Gries
,
M. P.
Mueller
,
C.
La Torre
,
M.
Luebben
,
N.
Raab
,
H.
Du
,
S.
Menzel
,
D. N.
Mueller
,
C. L.
Jia
,
J.
Mayer
,
R.
Waser
,
I.
Valov
,
R. A.
De Souza
, and
R.
Dittmann
,
Adv. Mater.
30
,
1800957
(
2018
).
256.
F.
Messerschmitt
,
M.
Jansen
, and
J. L. M.
Rupp
,
Adv. Electron. Mater.
4
,
1800282
(
2018
).
257.
S.
Schweiger
,
R.
Pfenninger
,
W. J.
Bowman
,
U.
Aschauer
, and
J. L.
Rupp
,
Adv. Mater.
29
,
1605049
(
2017
).
258.
Z.
Wei
,
Y.
Kanzawa
,
K.
Arita
,
Y.
Katoh
,
K.
Kawai
,
S.
Muraoka
,
S.
Mitani
,
S.
Fujii
,
K.
Katayama
,
M.
Iijima
,
T.
Mikawa
,
T.
Ninomiya
,
R.
Miyanaga
,
Y.
Kawashima
,
K.
Tsuji
,
A.
Himeno
,
T.
Okada
,
R.
Azuma
,
K.
Shimakawa
,
H.
Sugaya
,
T.
Takagi
,
R.
Yasuhara
,
K.
Horiba
,
H.
Kumigashira
, and
M.
Oshima
, in
IEEE International Electron Devices Meeting
(
2008
), p.
1
.
259.
Q.
Xia
,
M. D.
Pickett
,
J. J.
Yang
,
X.
Li
,
W.
Wu
,
G.
Medeiros-Ribeiro
, and
R. S.
Williams
,
Adv. Funct. Mater.
21
,
2660
(
2011
).
260.
S.
Lee
,
J.
Sohn
,
Z.
Jiang
,
H.
Chen
, and
H. S.
Philip Wong
,
Nat. Commun.
6
,
8407
(
2015
).
261.
K. J.
Yoon
,
G. H.
Kim
,
S.
Yoo
,
W.
Bae
,
J. H.
Yoon
,
T. H.
Park
,
D. E.
Kwon
,
Y. J.
Kwon
,
H. J.
Kim
,
Y. M.
Kim
, and
C. S.
Hwang
,
Adv. Electron. Mater.
3
,
1700152
(
2017
).
262.
C.-H.
Huang
,
J.-S.
Huang
,
S.-M.
Lin
,
W.-Y.
Chang
,
J.-H.
He
, and
Y.-L.
Chueh
,
ACS Nano
6
,
8407
(
2012
).
263.
J. H.
Yoon
,
K. M.
Kim
,
S. J.
Song
,
J. Y.
Seok
,
K. J.
Yoon
,
D. E.
Kwon
,
T. H.
Park
,
Y. J.
Kwon
,
X.
Shao
, and
C. S.
Hwang
,
Adv. Mater.
27
,
3811
(
2015
).
264.
H.
Li
,
T. F.
Wu
,
S.
Mitra
, and
H. S. P.
Wong
,
IEEE Trans. Circuits Syst. I.
64
,
2263
(
2017
).
265.
W.
Banerjee
,
X.
Zhang
,
Q.
Luo
,
H.
Lv
,
Q.
Liu
,
S.
Long
, and
M.
Liu
,
Adv. Electron. Mater.
4
,
1700561
(
2018
).
266.
B.
Gao
,
Y.
Bi
,
H.-Y.
Chen
,
R.
Liu
,
P.
Huang
,
B.
Chen
,
L.
Liu
,
X.
Liu
,
S.
Yu
,
H.-S. P.
Wong
, and
J.
Kang
,
ACS Nano
8
,
6998
(
2014
).
267.
C.
Li
,
L.
Han
,
H.
Jiang
,
M. H.
Jang
,
P.
Lin
,
Q.
Wu
,
M.
Barnell
,
J. J.
Yang
,
H. L.
Xin
, and
Q.
Xia
,
Nat. Commun.
8
,
15666
(
2017
).
268.
K.
Baek
,
S.
Park
,
J.
Park
,
Y. M.
Kim
,
H.
Hwang
, and
S. H.
Oh
,
Nanoscale
9
,
582
(
2017
).
269.
I.
Kim
,
M.
Siddik
,
J.
Shin
,
K. P.
Biju
,
S.
Jung
, and
H.
Hwang
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
042101
(
2011
).
270.
V. K.
Sangwan
,
D.
Jariwala
,
I. S.
Kim
,
K.-S.
Chen
,
T. J.
Marks
,
L. J.
Lauhon
, and
M. C.
Hersam
,
Nat. Nanotechnol.
10
,
403
(
2015
).
271.
S.
Park
,
S.
Jung
,
M.
Siddik
,
M.
Jo
,
J.
Lee
,
J.
Park
,
W.
Lee
,
S.
Kim
,
S. M.
Sadaf
,
X.
Liu
, and
H.
Huang
,
Phys. Status Solidi RRL
5
,
409
(
2011
).
272.
H. Y.
Jeong
,
S. K.
Kim
,
J. Y.
Lee
, and
S.-Y.
Choi
,
J. Electrochem. Soc.
158
,
H979
(
2011
).
273.
C.-W.
Huang
,
J.-Y.
Chen
,
C.-H.
Chiu
, and
W.-W.
Wu
,
Nano Lett.
14
,
2759
(
2014
).
274.
A.
Herpers
,
C.
Lenser
,
C.
Park
,
F.
Offi
,
F.
Borgatti
,
G.
Panaccione
,
S.
Menzel
,
R.
Waser
, and
R.
Dittmann
,
Adv. Mater.
26
,
2730
(
2014
).
275.
B.
Arndt
,
F.
Borgatti
,
F.
Offi
,
M.
Phillips
,
P.
Parreira
,
T.
Meiners
,
S.
Menzel
,
K.
Skaja
,
G.
Panaccione
,
D. A.
MacLaren
,
R.
Waser
, and
R.
Dittmann
,
Adv. Funct. Mater.
27
,
1702282
(
2017
).
276.
J.
Park
,
M.
Kwak
,
K.
Moon
,
J.
Woo
,
D.
Lee
, and
H.
Hwang
,
IEEE Electron Device Lett.
37
,
1559
(
2016
).
277.
Z.
Tang
,
L.
Fang
,
N.
Xu
, and
R.
Liu
,
J. Appl. Phys.
118
,
185309
(
2015
).
278.
D.-Y.
Cho
,
M.
Luebben
,
S.
Wiefels
,
K.-S.
Lee
, and
I.
Valov
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
9
,
19287
(
2017
).
279.
W.
Lee
,
G.
Jo
,
S.
Lee
,
J.
Park
,
M.
Jo
,
J.
Lee
,
S.
Jung
,
S.
Kim
,
J.
Shin
,
S.
Park
,
T.
Lee
, and
H.
Hwang
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
032105
(
2011
).
280.
S.
Gao
,
F.
Zeng
,
M.
Wang
,
G.
Wang
,
C.
Song
, and
F.
Pan
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
17
,
12849
(
2015
).
281.
A. M.
van der Zande
,
P. Y.
Huang
,
D. A.
Chenet
,
T. C.
Berkelbach
,
Y.
You
,
G.-H.
Lee
,
T. F.
Heinz
,
D. R.
Reichman
,
D. A.
Muller
, and
J. C.
Hone
,
Nat. Mater.
12
,
554
(
2013
).
282.
P. Y.
Huang
,
C. S.
Ruiz-Vargas
,
A. M.
van der Zande
,
W. S.
Whitney
,
M. P.
Levendorf
,
J. W.
Kevek
,
S.
Garg
,
J. S.
Alden
,
C. J.
Hustedt
,
Y.
Zhu
,
J.
Park
,
P. L.
McEuen
, and
D. A.
Muller
,
Nature
469
,
389
(
2011
).
283.
K.
Kim
,
Z.
Lee
,
W.
Regan
,
C.
Kisielowski
,
M. F.
Crommie
, and
A.
Zettl
,
ACS Nano
5
,
2142
(
2011
).
284.
J.
Lahiri
,
Y.
Lin
,
P.
Bozkurt
,
I. I.
Oleynik
, and
M.
Batzill
,
Nat. Nanotechnol.
5
,
326
(
2010
).
285.
P.
Giannozzi
,
S.
Baroni
,
N.
Bonini
,
M.
Calandra
,
R.
Car
,
C.
Cavazzoni
,
D.
Ceresoli
,
G. L.
Chiarotti
,
M.
Cococcioni
,
I.
Dabo
,
A.
Dal Corso
,
S.
Fabris
,
G.
Fratesi
,
S.
de Gironcoli
,
R.
Gebauer
,
U.
Gerstmann
,
C.
Gougoussis
,
A.
Kokalj
,
M.
Lazzeri
,
L.
Martin-Samos
,
N.
Marzari
,
F.
Mauri
,
R.
Mazzarello
,
S.
Paolini
,
A.
Pasquarello
,
L.
Paulatto
,
C.
Sbraccia
,
S.
Scandolo
,
G.
Sclauzero
,
A. P.
Seitsonen
,
A.
Smogunov
,
P.
Umari
, and
R. M.
Wentzcovitch
,
J. Phys.: Condens. Matter
21
,
395502
(
2009
).
286.
D.
Li
,
B.
Wu
,
X.
Zhu
,
J.
Wang
,
B.
Ryu
,
W. D.
Lu
,
W.
Lu
, and
X.
Liang
,
ACS Nano
12
,
9240
(
2018
).
287.
A.
Azizi
,
X.
Zou
,
P.
Ercius
,
Z.
Zhang
,
A.
Laura Elıas
,
N.
Perea-Lopez
,
G.
Stone
,
M.
Terrones
,
B. I.
Yakobson
, and
N.
Alem
,
Nat. Commun.
5
,
4867
(
2014
).
288.
H.-P.
Komsa
,
S.
Kurasch
,
O.
Lehtinen
,
U.
Kaiser
, and
A. V.
Krasheninnikov
,
Phys. Rev. B
88
,
035301
(
2013
).
289.
Z.  G.
Yu
,
Y.-W.
Zhang
, and
B.  I.
Yakobson
,
Nano Lett.
15
,
6855
(
2015
).
290.
A. A.
Bessonov
,
M. N.
Kirikova
,
D. I.
Petukhov
,
M.
Allen
,
T.
Ryh€anen
, and
M. J. A.
Bailey
,
Nat. Mater.
14
,
199
(
2015
).
291.
Y.
Shi
,
X.
Liang
,
B.
Yuan
,
V.
Chen
,
H.
Li
,
F.
Hui
,
Z.
Yu
,
F.
Yuan
,
E.
Pop
,
H. S. P.
Wong
, and
M.
Lanza
,
Nat. Electron.
1
,
458
(
2018
).
292.
J. J.
Yang
,
J. P.
Strachan
,
Q.
Xia
,
D. A.
Ohlberg
,
P. J.
Kuekes
,
R. D.
Kelley
,
W. F.
Stickle
,
D. R.
Stewart
,
G.
Medeiros-Ribeiro
, and
R. S.
Williams
,
Adv. Mater.
22
,
4034
(
2010
).
293.
R.
De Souza
,
J.
Kilner
, and
J.
Walker
,
Mater. Lett.
43
,
43
(
2000
).
294.
A. M.
Haghiri-Gosnet
and
J. P.
Renard
,
J. Phys. D
36
,
R127
(
2003
).
295.
I.
Garbayo
,
D.
Pla
,
A.
Morata
,
L.
Fonseca
,
N.
Sabaté
, and
A.
Tarancón
,
Energy Environ. Sci.
7
,
3617
(
2014
).
296.
S. P.
Jiang
,
J. Mater. Sci.
43
,
6799
(
2008
).
297.
M.
Tsuchiya
,
B. K.
Lai
, and
S.
Ramanathan
,
Nat. Nanotechnol.
6
,
282
(
2011
).
298.
A. M.
Saranya
,
D.
Pla
,
A.
Morata
,
A.
Cavallaro
,
J.
Canales-Vázquez
,
J. A.
Kilner
,
M.
Burriel
, and
A.
Tarancón
,
Adv. Energy Mater.
5
,
1500377
(
2015
).
299.
R.
Waser
,
R.
Dittmann
,
G.
Staikov
, and
K.
Szot
,
Adv. Mater.
21
,
2632
(
2009
).
300.
C.
Schindler
,
G.
Staikov
, and
R.
Waser
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
072109
(
2009
).
301.
M.
Kund
,
G.
Beitel
,
C.-U.
Pinnow
,
T.
Rohr
,
J.
Schumann
,
R.
Symanczyk
,
K.
Ufert
, and
G.
Muller
, in
Technical Digest International Electron Devices Meeting
(
2005
), p.
1
.
302.
D. M.
Eigler
,
C. P.
Lutz
, and
W. E.
Rudge
,
Nature
352
,
600
(
1991
).
303.
Y.
Shi
,
L.
Nguyen
,
S.
Oh
,
X.
Liu
,
F.
Koushan
,
J. R.
Jameson
, and
D.
Kuzum
,
Nat. Commun.
9
,
5312
(
2018
).
304.
Z.
Wang
,
S.
Joshi
,
S.
Savel'ev
,
W.
Song
,
R.
Midya
,
Y.
Li
,
M.
Rao
,
P.
Yan
,
S.
Asapu
,
Y.
Zhuo
,
H.
Jiang
,
P.
Lin
,
C.
Li
,
J. H.
Yoon
,
N. K.
Upadhyay
,
J.
Zhang
,
M.
Hu
,
J. P.
Strachan
,
M.
Barnell
,
Q.
Wu
,
H.
Wu
,
R. S.
Williams
,
Q.
Xia
, and
J. J.
Yang
,
Nat. Electron.
1
,
137
(
2018
).
305.
X.
Huang
,
K. A.
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
).
306.
W.
Ma
,
L.
Chen
,
C.
Du
, and
W. D.
Lu
,
Appl. Phys. Lett.
107
,
193101
(
2015
).
307.
S.
Liu
,
N.
Lu
,
X.
Zhao
,
H.
Xu
,
W.
Banerjee
,
H.
Lv
,
S.
Long
,
Q.
Li
,
Q.
Liu
, and
M.
Liu
,
Adv. Mater.
28
,
10623
(
2016
).
308.
R.
Midya
,
Z.
Wang
,
J.
Zhang
,
S. E.
Savel'ev
,
C.
Li
,
M.
Rao
,
M. H.
Jang
,
S.
Joshi
,
H.
Jiang
,
P.
Lin
,
K.
Norris
,
N.
Ge
,