制备方法及掺杂对Ag/TiO 2 /Pt异质结电致电阻转变特性的影响

发布时间：2021-07-13 15:47

　　随着现代科技生活的飞速发展，现有的信息存储器件已经不能满足人们的高需求，电阻式随机存储器（RRAM）作为一种新型的非易失性存储器，以其所具有的高速度、高密度、低功耗、制备简单等优点而越来越受到关注，有望成为下一代主要的通用存储器。现今的RRAM仍处于研发阶段，其热点集中在性能及机理的研究上。本文以TiO₂作为阻变层，对Ag/TiO₂/Pt异质结的阻变性能及机理进行了研究。本文主要研究内容如下：1.以Pt为底电极，用磁控溅射法制备顶电极Ag，研究用溶胶凝胶-旋涂法及磁控溅射法制备的同为锐钛矿结构的TiO₂薄膜样品的阻变性能。两种样品均呈现出稳定的双极阻变行为。样品均具有良好的保持性和疲劳性。用薄膜内场致氧离子迁移形成导电细丝及细丝断裂可以解释此阻变现象。相对于溶胶凝胶法而言，磁控溅射法制备的薄膜样品的成品率要高一些，我们认为磁控溅射法制备的样品表面粗糙度好于溶胶凝胶法，改善了电极/薄膜接触面的状态，进而提高了样品的成品率。2.研究了Mg，Al两种金属元素掺杂的TiO₂薄膜样品的阻变性能。研究表明，未掺... 

【文章来源】：河北师范大学河北省

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Pr0.7Ca0.3MnO3样品在T=20K温度下的R-V特性曲线

自从 1962 年，Hickmott 首次报道，在简单的 MIM 三明治结构中存在阻变现象[15]，针对此现象引起了一轮新的研究热潮，在之后的几十年中，陆续在一些氧化物中发现了阻变现象，如 NiO[16]、TiO2[17]等。1997 年，日本研究组的 Asamitsu 等人首次在单晶的Pr0.7Ca0.3MnO3中发现了阻变现象，在温度为 20 K 时，施加外场电压，扫描电压增至 700V时，PCMO 的电阻突然降低，当扫描电压减小约为 300 V 时，电阻恢复至原来状态，如图 1.3 所示。图 1.2 (a) 单机转变模式 ；(b) 双极转变模式

Kyung Min Kim等人研究了Pt/TiO2/Pt与Ir(O)/TiO2/Pt的阻变性能，认为引起阻变的因为薄膜内树形导电细丝的形成与断裂，如图1.5所示。此树形的细丝是施加正向电压时由Ti3+和电子的扩散引起，如图1.5(a)所示，此时为高阻态。当施加负向电压电压时，离子向底电极迁移，直到导电细丝连通，转变为低阻态，图1.5(b)-(d)所示。氧离子的续迁移使得阳极附近的导电细丝断裂，恢复为高阻态，图1.5(e)-(f)所示。即引起阻变原因是由阳极附近的导电细丝的局部断裂与恢复引起的[32]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Flash存储技术[J]. 郑文静,李明强,舒继武.  计算机研究与发展. 2010(04)
[2]TiO2纳米材料溶胶凝胶法的制备、表征及光催化研究进展[J]. 杨雁飞,王丽,徐爱琴.  长春理工大学学报(高教版). 2009(05)
[3]几种新型非易失性存储器[J]. 王耘波,李东,郭冬云.  电子产品世界. 2004(03)
[4]新型存储器FRAM与非易失性存储器[J]. 窦振中,汪立森.  舰船电子对抗. 1996(04)



本文编号：3282348