【摘要】：21世紀(jì)信息科技的發(fā)展進(jìn)步,使得市場對存儲(chǔ)器性能的要求越來越高。目前,閃存是市場上主流的存儲(chǔ)技術(shù),但是它面臨壽命短、成本高、尺寸不可繼續(xù)縮小等挑戰(zhàn)。因此人們不斷地探索新的存儲(chǔ)技術(shù)來推動(dòng)科技的發(fā)展和滿足市場的需求。阻變存儲(chǔ)器的出現(xiàn)可以說最有望使得其成為替代閃存的下一代存儲(chǔ)器,其產(chǎn)業(yè)化目前已經(jīng)成為可能,并且阻變存儲(chǔ)器是非易失存儲(chǔ)技術(shù),在性能方面具有極大的優(yōu)勢,例如,阻變存儲(chǔ)器具有金屬—介質(zhì)—金屬這樣簡單的三明治結(jié)構(gòu)和可微縮性,有利于實(shí)現(xiàn)三維的高密度集成,以及讀寫速度快等。阻變存儲(chǔ)器是基于電阻變化來進(jìn)行邏輯存儲(chǔ)的器件。這種在電場作用下,器件結(jié)構(gòu)的電阻可以在高電阻態(tài)和低電阻態(tài)之間可逆地切換,就稱作電阻開關(guān)效應(yīng)。簡單說,電阻開關(guān)就是通過控制電流的變化可改變其阻值,并且,電流停止了其阻值保持不變,直到反向電流把它推回去。如果我們把高電阻態(tài)定義為邏輯運(yùn)算的“1”,低電阻態(tài)定義為邏輯運(yùn)算的“0”,就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能。我們知道眾多材料中大部分或多或少都具有電阻開關(guān)現(xiàn)象,其中有一些具有應(yīng)用于阻變存儲(chǔ)器中的潛能,但是要制備性能良好的電阻開關(guān)存儲(chǔ)器,需要掌握電阻變化過程的物理機(jī)制。制備具有良好性能的電阻開關(guān)效應(yīng)的器件是研發(fā)阻變存儲(chǔ)器的首要條件,提高電阻開關(guān)的性能首先要從材料和結(jié)構(gòu)入手,其次是制備的工藝,再其次是導(dǎo)電機(jī)理的掌控。目前,單一的材料還沒有出現(xiàn)具有足夠良好的電阻開關(guān)特性可以應(yīng)用于阻變存儲(chǔ)器,于是出現(xiàn)了摻雜、鍍多層薄膜、嵌入式堆棧結(jié)構(gòu)等方法來提高電阻開關(guān)的性能。除此之外,外界的條件也會(huì)影響電阻開關(guān)的性能,所以在不同的條件下進(jìn)行研究也十分重要,例如,光,磁場,溫度,偏壓等。目前,出現(xiàn)了一個(gè)具有潛在應(yīng)用價(jià)值的就是光對電阻開關(guān)性能的影響。本文主要研究了光對Si/[ZnO/BiFeO_3]/Ta、Si/[C/ZnO/C]/Ta、Si/[C/BaTiO_3/C]/Ta這三個(gè)器件的電阻開關(guān)效應(yīng)的影響。本實(shí)驗(yàn)采用超高真空磁控濺射系統(tǒng)制備了ZnO/BiFeO_3、C/ZnO/C、C/BaTiO_3/C三種結(jié)構(gòu)的阻變存儲(chǔ)器件,使用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)設(shè)備對其進(jìn)行相關(guān)表征,應(yīng)用Keithley2400對其進(jìn)行電阻開關(guān)性能測試。測試結(jié)果顯示出幾種結(jié)構(gòu)的樣品都表現(xiàn)出明顯的電阻開關(guān)效應(yīng),并且,光照強(qiáng)度對器件的電阻開關(guān)效應(yīng)有明顯的促進(jìn)作用,但其性能各有差異,包括開關(guān)比、耐受性和保持時(shí)間。根據(jù)測量結(jié)果得到的I-V曲線,可以看出三種結(jié)構(gòu)都屬于雙極性電阻開關(guān)效應(yīng)。
【圖文】：

學(xué)位論文 第 1 器件的電阻呈非線性變化，在正向電壓區(qū)域，我們可以看到電阻向高電阻變化的情況，把這一過程稱之為“Set”，在負(fù)向電電阻變?yōu)榈碗娮�，，這一過程稱之為“Reset”過程，這樣的效應(yīng)下對應(yīng)兩個(gè)不同的電流值，也即是兩個(gè)不同的電阻值，在單極是如此，如圖 1.2(b)所示。圖中同一電壓下對應(yīng)著兩個(gè)電阻狀態(tài)S，這兩個(gè)電阻狀態(tài)就可以作為二進(jìn)制中的基本算符“0”和“(a) (b)

的 CuO 薄膜中的細(xì)絲狀傳導(dǎo)路徑的M)的細(xì)絲模型單極電阻開關(guān)效應(yīng)，這種阻變x[26], NiO[27], CoO[28], MnOx[29]等代首次被報(bào)道[30]。 圖 1.4 顯
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP333

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本文編號(hào)：2599686