卤素钙钛矿阻变存储器的可微缩特性研究

发布时间：2021-08-17 02:42

　　近年来,卤素钙钛矿阻变存储器由于在柔性可穿戴设备上的潜在应用而开始受到研究者们的广泛关注。然而,这种材料能否最终实现产业化还取决于其阻变器件是否具备可微缩特性。为了研究这种特性,采用溶液法加工了三明治结构的Au/Cs_0.06 FA_0.78 MA_0.16 Pb(I_0.92 Br_0.08)₃/ITO阻变存储器,并使用改变前驱体溶液浓度的方法来控制阻变层的厚度。通过扫描电子显微镜（SEM）图像研究了阻变薄膜的材料特性和薄膜厚度,研究了膜厚与前驱体溶液浓度的数学关系,验证了通过改变前驱体溶液浓度的方法调控钙钛矿薄膜厚度的可行性。在此基础上,测试研究了每种厚度下20个器件的电学特性,统计分析了其I-V阻变特性、forming电压、SET/RESET电压、窗口值、保持特性和耐久性。总结了forming电压、SET/RESET电压随厚度变化的规律,并通过对阻变薄膜的导电机制和阻变机制的分析研究,验证了由卤素空位形成的导电通道的通断主导的阻变特性。 

【文章来源】：微纳电子与智能制造. 2020,2(02)

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

卤素钙钛矿阻变器件结构示意图与阻变薄膜XRD特性

为了进一步分析阻变层厚度对于器件性能的影响，分别对0.5 mol/L、0.8 mol/L、1 mol/L和1.2 mol/L前驱体溶液浓度制备器件的forming、SET和RESET电压进行统计，每种厚度的器件个数均为20个。图5(a）为对使用不同的前驱体溶液浓度制备的20个器件的forming电压的统计，从图中可以看出，随着厚度的减小，forming电压减小。图5(b）是使用不同前驱体溶液浓度制备器件的forming电压与薄膜厚度的函数关系曲线，并对其进行数学拟合，可以看出forming电压与阻变层厚度呈线性关系。通常情况下，forming的过程是薄膜材料被软击穿的过程，因此forming电压与厚度的线性关系表明在不同厚度条件下，forming的电场强度大致保持不变。如若薄膜材料特性不同，宏观上forming场强则会表现出较大差别。反之，则可推断出薄膜的材料特性相差不大。这个结果进一步说明，在当前的工艺条件下，厚度不同但是薄膜材料特性却相差不大。这一结果从另外一个角度验证了前面SEM的研究结果。图3 前驱体溶液浓度与阻变薄膜厚度的函数关系曲线

前驱体溶液浓度与阻变薄膜厚度的函数关系曲线


本文编号：3346895