空位引入和氮掺杂对锗锑碲相变薄膜电学和光学性质的影响

发布时间：2021-03-30 00:45

　　随着大数据时代的到来,存储器的性能面临着严峻的挑战,比如存储密度、存储速率和能量损耗等。传统的动态随机存储器由于其有限的存储密度和过高的能耗无法满足高性能存储器的需求。寻找新型存储器是应对大数据带来挑战的唯一途径。电存储器和全光子存储器被认为是最有可能实现超高密度存储、高存储效率和低能耗的存储器。但是,目前这些存储器的研究中仍然存在以下问题:（1）对于电存储器来说,它被认为是最有前景的下一代存储器候选者,然而,电阻漂移仍是阻碍其发展的问题之一。首先,电阻漂移机理存在分歧。一些人认为电阻漂移起源于结构弛豫引起的带隙变宽;另一些人认为电阻漂移起源于带隙中缺陷态的减少引起的费米能级位置的改变。其次,目前报道的相变薄膜的电阻漂移指数最低值在0.05⁰.06之间,距离理想值0.01较远,怎样有效降低电阻漂移的思路尚未提出。（2）对于全光子存储器来说,它可以突破目前电子计算机中存在的冯-诺依曼瓶颈,避免电-光信号的转换从而大幅度提高存储速率。但是目前存储器的占空较大,研究表明通过降低激光波长可以降低占空。遗憾地是,相变材料在紫外-可见光范围内消光系数比较大,这会带来很高的能量... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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电存储器的基本结构单元[28]

里主要介绍利用相变材料的电学和光学性质研发的两种存储器。电电极、绝热层和相变层构成“T”型的存储单元组成，如图 1.1 所器由波导管和相变层构成的基本存储单元组成，如图 1.2 所示。图 1.1 电存储器的基本结构单元[28]Figure 1.1 The basic cell of PCRAM[28].

电存储器主要是利用相变材料的电学性质进行存储。作为电存储器中关相变材料可以在非晶态和结晶态之间快速可逆地转变，并伴随着电阻的[30]。图 1.3 为相变材料转变示意图。当相变材料处于非晶态时，电阻较达到 106-108数量级。外部施加一个长而弱的脉冲电压，使相变材料内到结晶温度以上，熔点以下。它可以从无序的非晶态迅速地转变为有序（SET 过程，对应着二进制中的“1”），这个过程通常仅有十几纳秒甚当相变材料处于结晶态时，它的电阻会骤然降低到 10-1-103数量级。当一个短而强的脉冲电压，会使相变材料内部的温度迅速达到熔点以上。材料会由有序的结晶态转变为熔融态，撤去脉冲电压之后，它会急速冷初始的非晶状态（RESET 过程，对应着二进制中的“0”）。电存储器中取也是通过相变材料电阻的变化反馈回来的电信号来判断此时的逻辑态


本文编号：3108514