非对称接触氧化钨纳米线器件电输运性能研究

发布时间：2020-07-30 02:56

【摘要】：目前,传统的CMOS工艺器件在物理尺度逐渐接近其极限,其中CPU与存储器的速度之差形成的存储墙日渐严重,限制了计算机技术的发展。忆阻器是与电阻、电容与电感并称为基本的电学器件,其同时具有存储信息以及逻辑运算的功能,是一种新型的非易失型存储技术,在解决计算机存储墙问题上具有很大的潜力。一维结构纳米材料因其独特的结构和优异的物理化学性质,成为构筑纳米元器件的理想材料。在纷繁复杂的纳米材料中,W03因其在电致色变、气敏传感器、阻变存储器以及超导方面有着优异的性质,引起了广泛的关注与研究。本文主要研究了基于WO3纳米线构筑对称电极(Au/WO3/Au)和非对称电极(Cu/W03/Au)两端器件,研究其忆阻性能。主要工作如下:1.采用水热法成功合成单分散性好的六方WO3纳米线,并利用深紫外光刻微加工技术和金属剥离技术构筑基于单根纳米线的两端纳米器件;2.通过不同金属电极构筑了对称和非对称忆阻器原型,实现界面接触性能及其阻变行为调控;3.基于Cu/W03/Au纳米器件,通过施加偏压调控Cu2+迁移与Cu2+导电丝的通断,实现器件高低阻态的调控。希望在后续的研究中,基于非对称Cu/WO3/Au纳米线器件实现对Cu2+导电丝精确的控制,进而使其忆阻性能应用到实际中去。
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN386
【图文】：

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硕士学位论文逦逡逑浮栅结构可以通过控制源极和漏极的大电流来读写和擦除操作，但这也是影逡逑ｌａｓｈ工作寿命的最重要因素［５］。因为每一次读写与擦除操作都是通过大电流逡逑行操作，不可避免的会对器件的物理结构具有一定的损害，直至最后Ｆｌａｓｈ逡逑完全失效。从这个过程中，可以发现这个结构是有寿命的，一般可以读写逡逑除１０５￣１０６次，这就大大限制了邋Ｆｌａｓｈ在航天等特殊领域的应用。除此之外，逡逑大电流的产生是通过类似水泵的电荷泵来实现，因此要积累一个大的电流就逡逑较长的充电时间，这就限制了邋Ｈａｓｈ的读写速度。通常１降可以写入１邋ｂｉｔ逡逑，１邋ｍｓ才可以擦除１邋ｂｉｔ数据［６］。逡逑浮置栅极（ＦＧ邋）逦控制栅极（ＣＧ邋）逡逑

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计算机的结构主要有ＣＰＵ、控制器、存储器、输入＼输出设备。冯？诺伊曼体系逡逑结构是现代计算机发展的基石，计算机存储墙问题的出现也是由于这种结构。［１２］。逡逑如图１－２邋（ａ）所示，冯？诺依曼体系结构上的难题是因为处理器与存储器的逡逑是通过指令＼数据总线进行通信的，随着现在处理器的存储能力越来越大，存储逡逑技术的发展相对滞后，当数据总线的从存储器传输的数据量跟不上处理器的运算逡逑速度，就会大大的限制了处理性能，进而降低了现有计算机的整体性能［１３］。从逡逑图１－２邋（ｂ）中可以看出，处理器与存储器在计算机刚开始兴起的时候是处于平衡逡逑状态，随着现在技术的发展，处理器的性能己经大大超越了存储器［１４］［１５］。逡逑（ａ）逦逦邋（ｂ）逦逦—逡逑ｍｍ邋Ｉ逦ｉ0４ｒ—逦逦逡逑？邋１０３邋逦逦逦逡逑冯？诺依曼sE桯kw存储墙逡逑逦逦！１。２邋丨逡逑￣逡逑石算器逦１0。邋邋邋邋邋邋邋邋逡逑１９８０邋１９８５邋１９９０邋１９９５邋２０００邋２００５邋２０１０逡逑Ｙｅａｒ逡逑图１－２冯？诺伊曼瓶颈示意图和计算机存储墙问题［１４］逡逑为了能够让计算机的性能能够在这个存储墙这个问题上面能够有所突破，很逡逑多学者与专家都在提出了很多的解决方案ｎ６］。从上面的论述可以分析出现有的逡逑计算机瓶颈主要集中在计算机的存储墙问题，但是忆阻器的出现人们看到了新的逡逑可能性。逡逑１９７１年

阻值,忆阻器,电量,磁通

ｄ（ｐ邋＝邋Ｍ（ｑ（ｔ））ｄｑ逦（１．３）逡逑式中Ｍ代表忆阻值。从图１邋－３可得知：逡逑ｄ（ｐ邋＝邋Ｖ（ｔ）ｄｔ逦（１．４）逡逑ｄｑ邋＝邋Ｉ（ｔ）ｄｔ逦（１．５）逡逑然后把（１．４）与（１．５）代入（１．３）运算可得：逡逑５逡逑

【参考文献】