基于二氧化钛/氧化硅的忆阻器及氧化石墨烯的电学性质研究

发布时间：2021-12-24 18:58

　　为了满足现代社会的信息存储需求,非易失性存储器（NVMs）的性能不断地被提高。过去几年里,阻变式随机存取存储器（RRAM）以其优良的性能和简易的制造过程等优势成为未来信息存储最有前景的技术之一。在第一部分中,我们提出了一项可以扩展RRAM性能的新策略。通过使用廉价、工业友好型材料（钛、二氧化钛、氧化硅和高掺杂n型硅）,我们开发的存储单元呈现出共存的细丝型和分散型阻变（RS）。该器件还显示出特殊的磁滞电流-电压特性、高约5个数量级的电流开关比、超低电流（当读取电压为-0.1 V时,高低阻态下的电流分别为100p A和125 n A）、快转换率、良好的持久性（大于1000个循环）和较低的器件间差异性。截至目前,我们并未发现其它具有此种电学特性的电阻式开关存储器,该研究成果很有可能推动有关细丝型和分散型阻变机理相结合的先进非易失性存储器的发展。对于电子设备而言,氧化石墨烯（GO）是一种非常受欢迎的介电材料。然而,其作为介电质的可靠性却从未被深层次分析过。在第二部分中,我们通过分析由探针台和导电原子力学显微镜（C-AFM）获得的电流-电压和电流-时间曲线探讨了GO薄膜（旋涂法制备）产生的介电击... 

【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于金属-绝缘体-金属的阻变存储器结构

对于单极性阻变而言，开关切换方向完全取决于施加电压的大小，与电压的极性无关。如图 1-2 a 所示，初始态的存储器单元位于高电阻状态（HRS），通过施加一定电压，即可使器件实现从 HRS 到低电阻状态（LRS）的转变，如箭头 1指向的蓝线变化趋势，我们称之为电形成（Formig）过程。在此之后，若施加另一阈值电压，器件则从 LRS 切换到 HRS（Reset 过程，红线）。若再重新施加大于VRESET的电压，器件则从 HRS 恢复到 LRS（Set 过程，黑线）。一般来说，为了保护器件不受超大电流的影响而遭到损坏，在 Set 过程中，通常需要对系统设置限流或串联电阻器来控制通过器件的最大电流。这种电阻开关行为存在于许多高绝缘性的氧化物中，如二元金属氧化物[19-20]。反之，双极性阻变与施加电压的极性密切相关，通过改变施加电压的极性，可使器件在 HRS 和 LRS 之间来回切换。如图 1-2 b 所示，在正压下器件发生 Set过程（见黑线），施加反向偏压后，器件发生 Reset 过程（见红线）。这种类型的电阻开关行为存在于许多半导体氧化物中，如复合钙钛矿氧化物[21-22]。

（a）细丝型导电通道示意图，（b）与界面有关的整体性导电通道示意图


本文编号：3551019