憶阻器自出現(xiàn)以來就受到了研究人員廣泛的關(guān)注,有望開啟神經(jīng)形態(tài)計算和數(shù)據(jù)邏輯的新時代。但在憶阻器的發(fā)展過程中,在神經(jīng)仿生、生物醫(yī)學和可穿戴電子等領(lǐng)域需要器件滿足小尺寸、低功耗和柔性等要求,這就對功能層材料提出了新的挑戰(zhàn)。而二維材料作為新材料的代表,擁有光學、電子、機械等眾多優(yōu)點,有望解決憶阻器所面臨的困擾。因此,本文基于二維材料WS₂和MoTe₂制備了不同結(jié)構(gòu)的憶阻器,研究了其憶阻特性和物理開關(guān)機制,詳細內(nèi)容如下:首先,采用WS₂制備了Pd/WS₂/Pt結(jié)構(gòu)的憶阻器,該器件具有良好的穩(wěn)定性,開關(guān)速度為13 ns和14 ns,操作電流低于1μA并且開關(guān)能量達到飛焦量級,展現(xiàn)了優(yōu)異的低功耗特性。此外,該器件還成功的模擬了尖峰時間依賴可塑性和雙脈沖易化等生物突觸功能。重要的是,本文提出了硫空位和鎢空位的產(chǎn)生以及電子在空位之間的跳躍傳輸是導致器件電導變化的主要物理機制,并且通過密度泛函理論的計算,表明硫空位和鎢空位形成的缺陷態(tài)處于深能級,可以防止電荷泄漏,因此有利于此器件在低功耗神經(jīng)形態(tài)計算領(lǐng)域的應(yīng)用。其次,...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 憶阻器的介紹
        1.2.1 憶阻器的背景
        1.2.2 憶阻器的發(fā)展歷程
        1.2.3 運用于憶阻器的材料
        1.2.4 憶阻器的物理開關(guān)機制
        1.2.5 憶阻器在突觸仿生領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.3 二維材料的介紹
        1.3.1 二維材料的背景
        1.3.2 二維過渡金屬硫族化合物
        1.3.3 二維材料在憶阻器中的應(yīng)用
        1.3.4 基于二維材料的憶阻器所面臨的挑戰(zhàn)
    1.4 本論文主要內(nèi)容介紹
第二章 實驗方法
    2.1 設(shè)備介紹
        2.1.1 磁控濺射設(shè)備
        2.1.2 甩膠機
        2.1.3 器件性能測試所需設(shè)備
        2.1.4 器件微結(jié)構(gòu)表征所需設(shè)備
    2.2 實驗過程
        2.2.1 Pd/WS₂/Pt憶阻器的制備
        2.2.2 Pd/MoTe₂/Pt器件的制備
        2.2.3 Pd/MoTe₂/Pd/PET器件的制備
        2.2.4 Pd/oxide/MoTe₂/Pd/PET器件的制備
第三章 基于二維材料WS₂納米片的憶阻器在低功耗神經(jīng)形態(tài)計算方面的研究
    3.1 WS₂ 的表征
        3.1.1 WS₂ 納米片的TEM表征
        3.1.2 WS₂ 薄膜的微結(jié)構(gòu)表征
    3.2 Pd/WS₂/Pt憶阻器的電學性能測試
    3.3 Pd/WS₂/Pt憶阻器的物理開關(guān)機制分析
    3.4 WS₂ 中缺陷的第一性原理計算
    3.5 本章總結(jié)
第四章 基于二維材料MoTe₂ 的柔性阻變存儲器的特性研究
    4.1 MoTe₂ 的微結(jié)構(gòu)表征
    4.2 電學性能測試
        4.2.1 Pd/MoTe₂/Pt器件的測試
        4.2.2 Pd/MoTe₂/Pd/PET器件的測試
    4.3 物理開關(guān)機制分析
    4.4 本章總結(jié)
第五章 基于二維材料MoTe₂ 的柔性憶阻器在仿生電子器件方面的應(yīng)用
    5.1 器件的電學性能測試
    5.2 器件物理開關(guān)機制的分析
    5.3 本章總結(jié)
第六章 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間取得的研究成果



本文編號：3894362