基于石墨烯氧化物量子点与碳化钛的忆阻器件性能及神经突触仿生研究

发布时间：2021-09-01 23:18

　　忆阻器（Memristor）是一种电阻会跟随流经它的电荷量的变化而变化的一种新型器件。忆阻器由于其自身独特的性能,在人工电子神经突触和数据存储领域的应用更是受到研究人员的重点关注。在神经突触仿生方面的研究,研究人员利用忆阻器中的电阻来代替突触中的权重并模拟人类神经突触的功能;在数据存储方面利用其结构简单、低功耗、制备工艺与传统CMOS生产工艺相兼容等特点,实现了数据二级制或多级数据的存储,有望成为在后摩尔定律时代取代现有主流存储器的一种替代产品。近几年二维功能材料作为新材料的代表,其在光学、电子机械等方面显示出其优势,并在在忆阻器领域显示出优异的性能,本文主要研究二维功能材料对忆阻器件性能方面的影响,分别基于石墨烯氧化物量子点和Ti₃C₂T_x两种二维材料主要做了以下三方面工作:1.探究不同浓度的石墨烯氧化物量子点（graphene oxide quantum dots,GOQDs）对Ag/Hf_0.5Zr_0.5O₂（HZO）/Pt器件性能的影响。通过旋涂的方... 

【文章来源】：河北大学河北省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

忆阻器基本结构示意图

河北大学硕士学位论文2图1-1忆阻器基本结构示意图三端型结构器件的研究在最近几年也越来越备受大家的关注。这种器件的基本机构类似于常用的三极管的结构，由栅极，源极，漏极三个端子以及一层绝缘层组成。SunghoKim于2015年曾发表三端型忆阻器器件结构的相关研究。如图1-2为简单三端忆阻器件的示意图，其基本工作原理和两端结构的忆阻器大致相同。当在器件的源极和漏极两个电极端施加一定的电场，此时在两极之间处于低阻态状态，即导通状态；当负向偏置电压施加在栅极施加时就会使源极和漏极之间组成导电通道的原子远离原来的位置而致使导电通道断裂，此时源极和漏极之间的通路断开。当在栅极一端施加一定的正向电压时，源极和漏极之间的导电通道又会重新形成，使两极之间重新回到导通状态。此种结构的优点是易于控制，仅通过改变一极的电压就能控制器件的导通。图1-2三端忆阻器结构示意图四端结构的忆阻器器件的产生是为了解决器件在高低阻态的转换过程中产生功耗过大的问题。如图1-3为Sun等人提出的四端忆阻器件，可以看出此种结构与普通的两端器件相比较除了有一对工作电极之外，还多了一对控制电极；这一对控制电极的作用是用来对工作电极进行相应的调控，主要是使工作电极在工作时其导电通道产生的漏电流尽量小，这样就能改善器件的功耗过高的问题。图1-3四端忆阻器结构示意图

河北大学硕士学位论文2图1-1忆阻器基本结构示意图三端型结构器件的研究在最近几年也越来越备受大家的关注。这种器件的基本机构类似于常用的三极管的结构，由栅极，源极，漏极三个端子以及一层绝缘层组成。SunghoKim于2015年曾发表三端型忆阻器器件结构的相关研究。如图1-2为简单三端忆阻器件的示意图，其基本工作原理和两端结构的忆阻器大致相同。当在器件的源极和漏极两个电极端施加一定的电场，此时在两极之间处于低阻态状态，即导通状态；当负向偏置电压施加在栅极施加时就会使源极和漏极之间组成导电通道的原子远离原来的位置而致使导电通道断裂，此时源极和漏极之间的通路断开。当在栅极一端施加一定的正向电压时，源极和漏极之间的导电通道又会重新形成，使两极之间重新回到导通状态。此种结构的优点是易于控制，仅通过改变一极的电压就能控制器件的导通。图1-2三端忆阻器结构示意图四端结构的忆阻器器件的产生是为了解决器件在高低阻态的转换过程中产生功耗过大的问题。如图1-3为Sun等人提出的四端忆阻器件，可以看出此种结构与普通的两端器件相比较除了有一对工作电极之外，还多了一对控制电极；这一对控制电极的作用是用来对工作电极进行相应的调控，主要是使工作电极在工作时其导电通道产生的漏电流尽量小，这样就能改善器件的功耗过高的问题。图1-3四端忆阻器结构示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]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)



本文编号：3377836