基于有机磁电耦合异质结的非易失性存储器研究

发布时间：2018-05-29 05:29

本文选题：非线性磁电耦合 + 耦变存储器　；参考：《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》2017年硕士论文

【摘要】：近年来,随着信息技术的发展,通用型非易失性存储器逐渐成为了信息和材料等领域的研究热点。其中,耦变存储器(TCRAM)是基于非线性磁电耦合效应的一类新型非易失性存储器。其主要是由铁电和磁性材料复合而成的多铁性异质结构成,利用异质结不同的磁电耦合系数状态来存储信息,正、负磁电耦合系数可作为耦变存储器的两个可区分状态,用于存储二进制信息中的“0”和“1”。通过施加脉冲电场,以改变铁电材料的极化状态来写入信息;通过读取异质结磁电耦合系数来读取信息。它具有结构简单,读取非破坏性,功耗低等优点。此外,以柔性薄膜制备的器件由于具有独特的柔韧性、延展性、便携性等优点,在智能可穿戴器件领域具有很大的应用前景。因此,本论文选择基于P(VDF-TrFE)柔性薄膜的有机磁电耦合异质结作为研究对象,实现有机柔性非易失耦变存储器。首先,我们采用溶胶-凝胶法,制备了P(VDF-TrFE)/Metglas有机磁电耦合异质结,并对其进行了系统的磁电耦合性能研究。在特定的直流磁场偏置下,通过施加合适的脉冲电场,来改变P(VDF-TrFE)/Metglas中铁电层的极化状态,以实现两个不同磁电耦合系数的状态,且这些不同磁电耦合系数的状态可被多次重复地反转。进而,通过施加四个合适的脉冲电场,来改变P(VDF-TrFE)/Metglas中铁电层的极化状态,以实现四个不同磁电耦合系数的状态,且这些不同磁电耦合系数的状态可被多次重复地写入。从而证明了P(VDF-TrFE)/Metglas有机磁电耦合异质结可作为多态耦变存储器件的可行性。然后,为了实现零偏置磁场下的非易失性存储,我们利用Ni去代替Metglas磁性层,得到了P(VDF-TrFE)/Ni有机磁电耦合异质结。由于Ni层较大的剩余磁矩及磁致伸缩特性,P(VDF-TrFE)/Ni的磁电耦合系数在零偏置磁场下依旧可以被脉冲电场所反转。选定合适的脉冲电场,在零偏置磁场下实现了多态的非易失性存储。相较于P(VDF-TrFE)/Metglas有机磁电耦合异质结,极大地简化了P(VDF-TrFE)/Ni存储器的读取结构,从而降低了能耗。总之,我们在P(VDF-TrFE)柔性薄膜的有机磁电耦合异质结中实现了非易失耦变多态存储,为耦变存储器在柔性电子学的应用奠定了基础。
[Abstract]:In recent years , with the development of information technology , universal non - volatile memory has become a hot topic in the fields of information and material .
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP333;TB383.2

【参考文献】