氧化物异质结电阻变换及其磁性调控研究

发布时间：2021-04-28 19:36

　　电阻变换效应及其阻变随机存储器的研究具有重要的科学意义和应用前景,是功能材料领域研究的前沿热点。其多种潜在的特性及其相关的物理机制亟待深入探索。本文采用脉冲激光沉积法制备了多种氧化物薄膜及其异质结,研究了这些薄膜异质结的电阻变换效应及其关联的磁性性质,获得电场调控薄膜电阻与磁性的规律；研究探索了电阻/磁性的电场调控机制,为可能的新型阻变/磁性耦合与调控器件应用提供前期的研究基础。主要的研究方面及相应取得的研究成果如下：1.利用脉冲激光沉积（PLD）在Nb掺杂的SrTiO3 （NSTO）单晶衬底上生长了CuFe2O4薄膜,并构建Pt/CuFe2O4/NSTO异质结。该异质结展现出优异的双极性电阻变换效应,RS倍率高达105,具有良好的保持性、耐久特性以及多级存储特性。外加电压可同时调控器件的电阻状态和饱和磁化强度,并且磁性的变化与电阻的状态改变表现出关联特性。CuFe2O4/NSTO界面处的电荷注入束缚/解束缚以及氧空位迁移引起薄膜中Cu2+离子在四面体位子晶格中的重新分布是引起器件电阻和磁性变化的主要原因。本文研究结果扩展了基于CuFe2O4异质结的应用领域,在非易失性多级阻变随机存储... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：153 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
论文创新点
摘要
Abstract
引言
第一章 绪论
    1.1 电阻变换效应及其阻变存储器的研究进展
        1.1.1 阻变存储器
        1.1.2 电阻变换效应的发展简史
        1.1.3 电阻变换效应的分类
        1.1.4 阻变存储器的材料体系
        1.1.5 阻变存储器的性能参数
        1.1.6 电阻变换效应的电输运特性机制分析
        1.1.7 电阻变换效应的物理机制
        1.1.8 物质磁性分类以及氧化物中电阻变换效应对磁性的影响
        1.1.9 阻变存储器面临的挑战
    1.2 本文研究内容
第二章 样品制备方法与表征技术
    2.1 样品制备方法
        2.1.1 脉冲激光沉积技术
        2.1.2 磁控溅射技术
    2.2 测试表征技术
        2.2.1 结构与形貌表征技术
        2.2.2 电性能测试
        2.2.3 磁性能测试
第三章 铁磁性氧化物薄膜异质结电阻变换及其磁性调控
    3.1 CuFe_2O_4薄膜异质结电阻变换及其磁性调控研究
        3.1.1 样品制备与表征
        3.1.2 结果分析与讨论
    3.2 Fe_2O_3薄膜异质结电阻变换及其磁性调控研究
        3.2.1 样品制备与表征
        3.2.2 结果分析与讨论
    3.3 本章小结
第四章 反铁磁性氧化物薄膜异质结电阻变换及其磁性调控
    4.1 NiO薄膜异质结电阻变换与磁性调控研究
        4.1.1 样品制备与表征
        4.1.2 结果分析与讨论
    4.2 BiFeO_3薄膜异质结电阻变换与磁性调控研究
        4.2.1 样品制备与表征
        4.2.2 结果分析与讨论
    4.3 本章小结
第五章 顺磁性氧化物薄膜异质结电阻变换及其磁性调控
    5.1 Mn_3O_4薄膜异质结电阻变换及其磁性调控研究
        5.1.1 样品制备与表征
        5.1.2 结果分析与讨论
    5.2 Co_3O_4薄膜异质结电阻变换及其磁性调控研究
        5.2.1 样品制备与表征
        5.2.2 结果分析与讨论
    5.3 本章小结
第六章 稀磁半导体Co：TiO_2薄膜电阻变换及其磁性调控研究
    6.1 样品制备与表征
    6.2 结果分析与讨论
    6.3 本章小结
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望
参考文献
攻读博士期间发表的论文目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化物电致电阻变换与自束缚载流子[J]. 熊光成.  物理学进展. 2012(05)
[2]基于I-V特性的阻变存储器的阻变机制研究[J]. 李颖弢,刘明,龙世兵,刘琦,张森,王艳,左青云,王琴,胡媛,刘肃.  微纳电子技术. 2009(03)

博士论文
[1]基于二元金属氧化物阻变存储器的研究[D]. 李颖弢.兰州大学 2011



本文编号：3166052