基于BaTiO 3 和Hf 0.5 Zr 0.5 O 2 薄膜的忆阻器及神经突触仿生研究

发布时间：2024-06-29 09:48

　　近年来,忆阻器因其独特的非线性电学性能引起了极大的研究兴趣,特别是在阻变存储和神经突触仿生领域研究中有着广泛应用。然而传统忆阻器件的柔性与耐高温性较差以及导电通路缺乏可控性导致开关电压弥散性较大,这阻碍了忆阻器实用化发展的脚步。因此制备出高性能新型忆阻器件是前沿领域的研究重点。同时,由于铁电忆阻器件具有良好的可控性,因此本文对铁电忆阻器件也进行了相应研究并对铁电与氧空位造成的电阻切换机制进行了深入分析。本文以金属氧化物材料为基础,对高性能忆阻器及神经突触仿生功能进行研究,其主要内容如下:一.本研究制备出基于云母衬底的Pd/BaTiO₃(BTO)/LaSrMnO₃(LSMO)结构柔性存储器件并对其柔性以及耐高温性等进行研究。这项工作制备出3毫米弯曲半径的器件且在弯曲10⁴次后仍然表现出优异的电学性能。除了在室温下具有稳定的开关特性和多阻值存储功能外,在200℃高温下仍然具有优异的保持特性和高阻(HRS)与低阻(LRS)之间的状态转换特性。该工作表明柔性存储器件具有高温稳定性好、弯曲性和耐久性好等优点,因而具有巨大的研究价值...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 铁电存储器
        1.2.1 铁电存储器研究进展
    1.3 磁存储器
    1.4 相变存储器
    1.5 阻变存储器
        1.5.1 阻变存储器的阻变机制
        1.5.2 阻变材料
        1.5.3 阻变存储中的多阻态研究
    1.6 神经突触仿生器件研究意义
    1.7 本文的研究意义和主要内容
第二章 实验方法
    2.1 器件制备仪器简要说明
        2.1.1 磁控溅射仪器
        2.1.2 脉冲激光沉积技术
    2.2 测试和表征仪器简要说明
    2.3 实验方法步骤
        2.3.1 Pd/BTO/LSMO/Mica器件制备过程
        2.3.2 Pd/HZO/TiN/Si器件制备过程
        2.3.3 Pd/HZO/LSMO器件制备过程
第三章 基于BaTiO3的柔性阻变存储器研究
    3.1 Pd/BTO/LSMO/Mica器件表征
    3.2 Pd/BTO/LSMO/Mica器件测试结果与分析
    3.3 Pd/BTO/LSMO/Mica器件阻变机制研究
    3.4 本章总结
第四章 高度择优取向Hf0.5Zr0.5O2 薄膜电阻存储器件特性的研究
    4.1 Pd/HZO/TiN/Si器件测试结果与分析
    4.2 Pd/HZO/TiN/Si器件神经突触仿生特性
    4.3 Pd/HZO/TiN/Si器件机制分析
    4.4 本章总结
第五章 基于衬底应力与氧压控制的Hf_0.5Zr_0.5O₂ 薄膜忆阻器特性研究
    5.1 Pd/HZO/LSMO器件测试结果与分析
    5.2 Pd/HZO/LSMO/LAO器件神经突触仿生特性
    5.3 Pd/HZO/LSMO/LAO器件阻变机制分析
    5.4 本章总结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的科研成果



本文编号：3997443