本文關(guān)鍵詞：鐵電隧道結(jié)的多值存儲機(jī)理研究

  更多相關(guān)文章： 隧道結(jié) 多值極化 復(fù)合夾層 遂穿電導(dǎo) 開關(guān)比

【摘要】：近年來，由于薄膜材料制備技術(shù)的飛速發(fā)展與信息功能材料地位的日益突出，以及鐵電隧道結(jié)具有的集成度高、小型輕量、讀寫速度快、抗輻射能力強(qiáng)、非易失性等優(yōu)點(diǎn)，鐵電隧道結(jié)與復(fù)合夾層鐵電隧道結(jié)的研究受到越來越多研究人員的關(guān)注。當(dāng)前，對鐵電隧道結(jié)的研究主要集中在兩個方面：一是通過制備性能更優(yōu)的鐵電夾層材料或者使用雙夾層來提高整個隧道結(jié)的開關(guān)比；二是利用單相多鐵材料或者多層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)具有的多鐵性能來提高單個隧道結(jié)邏輯值數(shù)目，從而提高存儲密度。 本文主要以鐵電隧道結(jié)中的靜電效應(yīng)為導(dǎo)通機(jī)理，通過研究分析超薄鐵電薄膜多值極化在理論與實(shí)驗(yàn)上的可行性，建立了多值極化鐵電隧道結(jié)模型，，并對相關(guān)性能進(jìn)行模擬仿真。另外，結(jié)合復(fù)合夾層鐵電隧道結(jié)高開關(guān)比的優(yōu)點(diǎn)與多值極化鐵電隧道結(jié)模型中的多值存儲功能，建立新的具有復(fù)合夾層的多值極化鐵電隧道結(jié)模型，該隧道結(jié)模型不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多值存儲功能，同時由于開關(guān)比的提高，所具有的邏輯值數(shù)目與電學(xué)性能也得到很大提升。在研究該復(fù)合夾層隧道結(jié)的同時，不僅考慮了靜電效應(yīng)，還對逆壓電效應(yīng)對該隧道結(jié)的遂穿性能進(jìn)行了研究分析。主要內(nèi)容與結(jié)果如下： 1.通過設(shè)定鐵電夾層中的不同極化值，建立一個具有多邏輯值(四邏輯或八邏輯)的鐵電隧道結(jié)模型。應(yīng)用自由電子直接遂穿理論對該模型遂穿電導(dǎo)進(jìn)行計(jì)算，電導(dǎo)對于夾層勢壘具有強(qiáng)烈的依賴關(guān)系。另外也分別對基準(zhǔn)偏壓、夾層厚度、介電常數(shù)、飽和極化強(qiáng)度與遂穿電導(dǎo)的關(guān)系進(jìn)行仿真計(jì)算。該結(jié)構(gòu)與近年來常用的多鐵隧道結(jié)相比，不存在磁電耦合效應(yīng)，提高了各個邏輯值之間相互獨(dú)立性，并且可以通過調(diào)節(jié)極化強(qiáng)度來靈活地調(diào)制邏輯值數(shù)目。仿真計(jì)算結(jié)果對超高密度存儲器的實(shí)現(xiàn)可能具有一定的指導(dǎo)意義。 2.以金屬-介電-鐵電-金屬復(fù)合夾層隧道結(jié)為研究對象，通過設(shè)定鐵電層中不同的極化狀態(tài)，應(yīng)用自由電子直接遂穿理論對該結(jié)構(gòu)遂穿性能進(jìn)行仿真計(jì)算。同時對鐵電層逆壓電效應(yīng)對該結(jié)構(gòu)遂穿性能的影響進(jìn)行了研究分析，結(jié)果表明逆壓電效應(yīng)可以改善該結(jié)構(gòu)的遂穿性能。通過仿真計(jì)算研究了介質(zhì)層厚度、鐵電層厚度、鐵電層飽和極化強(qiáng)度與基準(zhǔn)偏壓對該結(jié)構(gòu)遂穿性能的影響。仿真結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)通過調(diào)節(jié)鐵電層極化強(qiáng)度可以靈活地調(diào)制邏輯邏輯數(shù)目，同時可以實(shí)現(xiàn)較大的開關(guān)比。另外考慮鐵電層的應(yīng)力效應(yīng)使仿真結(jié)果更加準(zhǔn)確。
【關(guān)鍵詞】：隧道結(jié) 多值極化 復(fù)合夾層 遂穿電導(dǎo) 開關(guān)比
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN384;TP333
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 鐵電存儲器9-12
• 1.1.1 電容型鐵電存儲器9-10
• 1.1.2 晶體管型鐵電存儲器10-11
• 1.1.3 電阻型鐵電存儲器11-12
• 1.2 鐵電隧道結(jié)存儲機(jī)理12-19
• 1.2.1 靜電屏蔽效應(yīng)12-15
• 1.2.2 應(yīng)力效應(yīng)15-17
• 1.2.3 界面效應(yīng)17-19
• 第2章 鐵電隧道結(jié)的研究方向與分析19-32
• 2.1 提高鐵電隧道結(jié)開關(guān)比19-25
• 2.1.1 引言19
• 2.1.2 理論上的研究進(jìn)展與分析19-22
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)上的研究進(jìn)展與分析22-25
• 2.2 提高鐵電隧道結(jié)單元邏輯值數(shù)25-30
• 2.2.1 引言25
• 2.2.2 理論上的研究進(jìn)展與分析25-27
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)上的研究進(jìn)展與分析27-30
• 2.3 本課題的選取依據(jù)與主要研究內(nèi)容30-32
• 第3章 多值極化鐵電隧道結(jié)的模擬仿真32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 超薄鐵電薄膜多值極化可行性32-33
• 3.3 建立多值極化隧道結(jié)理論模型33-37
• 3.4 基準(zhǔn)偏壓對遂穿電導(dǎo)的影響37-38
• 3.5 夾層厚度與介電常數(shù)對遂穿電導(dǎo)的影響38-39
• 3.6 飽和極化強(qiáng)度對遂穿電導(dǎo)的影響39-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 第4章 復(fù)合夾層鐵電隧道結(jié)的多值極化與逆壓電效應(yīng)研究42-52
• 4.1 引言42
• 4.2 建立復(fù)合夾層鐵電隧道結(jié)多值極化模型42-45
• 4.3 介電層厚度對遂穿電導(dǎo)與開關(guān)比的影響45-47
• 4.4 鐵電層厚度對遂穿電導(dǎo)與開關(guān)比的影響47-48
• 4.5 基準(zhǔn)偏壓對遂穿電導(dǎo)與開關(guān)比的影響48
• 4.6 飽和極化強(qiáng)度對遂穿電導(dǎo)與開關(guān)比的影響48-50
• 4.7 本章小結(jié)50-52
• 第5章 總結(jié)與展望52-54
• 5.1 論文總結(jié)52-53
• 5.2 工作展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-60
• 致謝60-61
• 個人簡歷、攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄61

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李建軍;王耘波;王龍海;高俊雄;于軍;;鐵電存儲器的基本單元及其工作模式[J];計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程;2006年01期

本文編號：1134539