纳米尺度NiO忆阻器的机制和应用

发布时间:2018-01-07 16:13

  本文关键词:纳米尺度NiO忆阻器的机制和应用 出处:《清华大学》2016年博士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 忆阻器 NiO 微观机制 串扰问题 内建同质结


【摘要】:忆阻器在新型非挥发性存储器、逻辑电路、神经网络等很多领域有广泛的应用前景。器件的成功商业化,很大程度上得益于对它的内在机理有一个比较深刻的理解。对忆阻器的机制的研究,有利于它在应用中的性能提升。另一方面,当忆阻器应用在交叉杆结构中时,会存在所谓的串扰问题,这一问题的解决对忆阻器的成功应用十分重要。Ni O是最具竞争力的忆阻材料之一,本论文在纳米尺度对它的双极性忆阻行为的机制,以及一种可用于解决串扰问题的忆阻行为进行了研究,主要内容包括以下两个方面:一直以来,氧空位模型被认为是忆阻器的主要机理。但最近的一个理论工作表明,在Ni O的双极性忆阻行为中,阳离子空位和阴离子空位的共存是至关重要的。可是,这一双缺陷模型目前尚没有实验的支持。我们利用脉冲激光沉积法在不同氧压下生长了一系列Ni O薄膜样品,利用导电原子力显微镜测量它们的忆阻行为,利用球差校正的扫描透射电子显微镜和电子能量损失谱表征了一个高氧压和一个低氧压生长的样品的离子空位。结果显示,高氧压生长的样品表现出明显的忆阻行为,它的阳离子空位过剩于阴离子空位决定了Ni O的双极性忆阻行为。这一工作首次为双缺陷模型提供了实验支持,并提供了一种研究双缺陷对忆阻行为影响的方法。固有整流的忆阻行为(Intrinsically Rectifying-Memristive Behavior,IR-MB)被认为是一个能有效解决串扰问题的方法。目前所报道的IR-MB都属于界面主导型,即,低阻态形成的肖特基势垒会抑制反向电压下的潜行电流。并且,之前报道的IR-MB主要集中在宏观样品上,而实际应用中的器件通常在纳米尺度。因此,我们利用超薄多孔氧化铝模板制备了高密度、高均匀性的Ni O纳米点阵。利用导电原子力显微镜测量,Ni O纳米点表现出IR-MB。实验和理论分析表明,这种IR-MB源于Ni O纳米点内形成的内建同型同质结,不同于之前所报道的界面型IR-MB。这是第一个报道由内建同质结主导的IR-MB的工作,并且这一类IR-MB是在纳米器件中观察到的。我们模拟评估了利用Ni O纳米点的IR-MB解决串扰问题的有效性,发现它可允许的最大交叉杆存储量可达3 Mbit,比一般的界面型IR-MB所允许的存储量更大。
[Abstract]:The memristor model in non-volatile memory, logic circuit, many fields such as neural network has a wide application prospect. The device successfully commercialized, largely due to the inherent mechanism of it have a more profound understanding. To investigate the mechanism of the memristor, is conducive to its performance in applications improved. On the other hand, when the memristor used in the cross bar structure, there will be a so-called crosstalk problem, to solve this problem is very important for the successful application of memristor.Ni O is the most competitive one of the memristor mechanism, this thesis in nano scale bipolar memristor on it a kind of behavior, and can be used to solve the problem of crosstalk memristance behavior was studied, the main contents include the following two aspects: all along, the oxygen vacancy model is considered to be the main mechanism of the memristor. But a recent theoretical work table, in the Ni O The bipolar memristor behavior, coexisting cation vacancies and anion vacancies is essential. However, the double defect model there is no experimental support. We use pulsed laser deposition in different oxygen pressure growth under a series of Ni O films, measuring their memristance behavior using conductive atomic force using spherical aberration corrected microscope, scanning transmission electron microscopy and electron energy loss spectroscopy to characterize the ion vacancy a high oxygen pressure and a low oxygen pressure growth samples. The results showed that the high oxygen pressure growth samples showed obvious memristive behavior, its cation vacancies over anion vacancies determines bipolar Ni O memristive behavior. This work provides the first experimental support for the double defect model, and provides a method of double defects on the memristor behavior. The inherent rectifier memristance behavior (Intrinsical Ly Rectifying-Memristive Behavior, IR-MB) is considered to be one of the methods can effectively solve the crosstalk problem. At present, as reported by the IR-MB interface are dominant, that is, the Schottky barrier formed by the low resistance state will inhibit sneak current reverse voltage. And the previously reported IR-MB mainly concentrated in the macroscopic sample, and the actual device the application is usually at the nanometer scale. Therefore, we use ultra-thin porous alumina templates for preparation of high density, high uniformity Ni O nano array. Using conductive atomic force microscope, Ni O nano IR-MB. showed experimental results and theoretical analysis show that the IR-MB derived from Ni O dots formed in the built-in the same type of interface type IR-MB. homojunctions, different reports before this is the first reported by the built-in homojunction led IR-MB work, and this kind of IR-MB is observed in nano devices. We die We evaluated the effectiveness of using Ni O nano dot IR-MB to solve the crosstalk problem, and found that the maximum allowable maximum cross bar storage can reach 3 Mbit, which is larger than that of the general interface IR-MB.

【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN60

【相似文献】

相关期刊论文 前7条

1 李筱琳,任豪;不同膜厚的NiO薄膜电致变色特性的研究[J];光电子技术;2003年03期

2 祁红艳;祁亚军;卢朝靖;;β-Ni(OH)_2和NiO单晶纳米结构的水热合成与TEM表征[J];电子显微学报;2007年03期

3 严雪;路璐;王建波;;Ni(SO_4)_(0.3)(OH)_(1.4)纳米带与NiO纳米颗粒晶体学取向关系的电子显微学研究[J];电子显微学报;2012年05期

4 梁逵,陈艾,何莉,谭昌瑶;热处理气氛及掺钴对NiO电极赝电容器性能的影响[J];电子元件与材料;2001年05期

5 叶柏龙;刘蓬;;基于NIO框架的TeeTime信息平台的设计与实现[J];计算机光盘软件与应用;2013年03期

6 高建元;简家文;邹杰;王金霞;吴翔;周贞;;NiO电极中YSZ添加量对NO_x传感器气敏性能的影响[J];传感技术学报;2011年07期

7 钟铁钢;梁喜双;刘凤敏;卢革宇;全宝富;;NiO基厚膜NO_2传感器的研制[J];仪表技术与传感器;2009年S1期

相关会议论文 前7条

1 刘淑娟;俞书宏;;新颖NiO超结构的合成及其反应机理的研究[A];中国化学会第26届学术年会纳米化学分会场论文集[C];2008年

2 王六平;周颖;刘小雪;邱介山;;NiO负载的有序中孔炭及其电化学性能[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年

3 李董轩;赵胜利;文九巴;祝要民;;NiO纳米晶的制备及结构研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年

4 赵鹤云;杨留方;朱文杰;柳清菊;吴兴惠;;氧化还原法制备NiO纳米棒一维材料的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年

5 张德元;;NiO干燥与煅烧[A];2003年全国粉体设备—技术—产品信息交流会论文集[C];2003年

6 孙岚;吴芝;王莹莹;林志群;王梦晔;林昌健;;NiO纳米颗粒负载的二氧化钛纳米管的光电催化制氢活性[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第37分会:能源纳米科学与技术[C];2014年

7 徐茂文;包淑娟;力虎林;;中孔NiO超级电容电极材料的制备与表征(英文)[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年

相关博士学位论文 前3条

1 罗玉祥;NiO电阻开关效应中Ni细丝的演变过程和磁电耦合[D];清华大学;2015年

2 崔金;基于NiO电极的介观太阳能电池研究[D];华中科技大学;2016年

3 孙仲;纳米尺度NiO忆阻器的机制和应用[D];清华大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 赵佳;NiO及GaN/NiO薄膜的低温制备与特性研究[D];大连理工大学;2015年

2 陈静;负载型NiO催化剂甲烷分解性能研究[D];中国石油大学(华东);2014年

3 叶珂;P型NiO透明导电氧化物薄膜制备及其硅基二极管的研究[D];电子科技大学;2016年

4 雷华伟;阻变存储器用NiO薄膜的制备与性能研究[D];电子科技大学;2012年

5 钟婧;锂离子电池负极材料NiO的合成与电化学性能改善[D];浙江大学;2011年

6 叶磊;超级电容器用钴掺杂Ni(OH)_2/NiO正极材料的研究[D];吉林大学;2013年

7 任鑫;磁性纳米Ni和核壳结构SiO_2(NiO,,ZnO)/Ni的制备及性质研究[D];河北大学;2013年

8 李永仙;NiO纳米颗粒对小球藻的胁迫性及生物界面转化研究[D];大连海事大学;2008年

9 张照晖;Co_3O_4和NiO的纳米铁磁性[D];兰州大学;2011年

10 赵志娟;NiO基透明同/异质结的组建及其阻变特性研究[D];河南大学;2013年



本文编号:1393294

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/1393294.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户f6e69***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com