憶阻器（memristor）因其具有解決馮諾依曼結(jié)構(gòu)瓶頸的潛力而受到廣泛關(guān)注。然而隨著發(fā)展,傳統(tǒng)憶阻器在低功耗和高速度方面出現(xiàn)了較大的瓶頸。因此人們需要不斷探索新材料并進(jìn)一步提高憶阻器的性能。近年,二維材料由于其優(yōu)異半導(dǎo)體特性逐漸成為憶阻器功能層的理想選擇,然而由于其物理機(jī)制尚不明確,無法進(jìn)一步實(shí)際應(yīng)用。因此本論文主要探究了基于MoS2和Ti3C2的高性能憶阻器。模擬了作為阻變存儲(chǔ)器和神經(jīng)突觸仿生器件的基本性能,并詳細(xì)探究了阻變開關(guān)過程中的物理機(jī)制問題。本論文主要研究工作如下:一.首先創(chuàng)新性的制備了低毒性大面積2H半導(dǎo)體相的MoS2納米片。并構(gòu)建了具有Ag/MoS2/Pt結(jié)構(gòu)的阻變存儲(chǔ)器件。通過直流掃描電壓,該器件在不同限流下具有良好的重復(fù)性能和105s的保持性能。當(dāng)限流低至100 nA時(shí),器件仍可以保持良好的阻變特性,且器件在Set過程中功率低至7.35 nW。在脈沖操作模式中,該器件具有較低的開關(guān)延遲時(shí)間,并實(shí)現(xiàn)了大范圍近似線性而對(duì)稱的電阻調(diào)控。在此基礎(chǔ)上,將脈沖調(diào)控電導(dǎo)應(yīng)用于基于手寫數(shù)字識(shí)別模擬仿真中,得到了具有90.37%的高識(shí)別精度。該工作為MoS2納米片應(yīng)用于阻變存儲(chǔ)和人工... 

【文章來源】：河北大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１阻變存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)示意圖??

?河北大學(xué)碩士學(xué)位論文???第二章實(shí)驗(yàn)儀器及方法??２．１器件制備設(shè)備??２．１．１磁控濺射??本論文的實(shí)驗(yàn)中采用磁控濺射設(shè)備制備了?ＡｇＭ〇Ｓ２／Ｐｔ器件的頂電極。磁控派射濺??射儀的示意圖如圖２－１所示。??擋板??樣品架??襯底＜????—｜?襯底臺(tái)??圖２－１磁控派射示意圖??制備過程如下：先將所需靶固定在對(duì)應(yīng)的靶臺(tái)上，將處理過的襯底固定在襯底臺(tái)后??關(guān)閉腔體。首先將腔體內(nèi)氣壓使用機(jī)械泵抽到至〇．５ｐａ的低真空狀態(tài)，再使用分子泵將??氣壓抽至高真空２ｘ１０－４?ｐａ狀態(tài)。當(dāng)腔內(nèi)達(dá)到高真空狀態(tài)時(shí)說明腔內(nèi)氣體雜質(zhì)被排除。??隨后通入氬氣將腔體內(nèi)壓強(qiáng)調(diào)節(jié)至所需數(shù)值后調(diào)整功率后進(jìn)行預(yù)濺射。濺射一定時(shí)間后??打開擋板進(jìn)行正式濺射。磁控濺射得到的電極致密度高，平整度好，還可以根據(jù)濃射時(shí)??間控制電極的厚度。??２．１．２蒸發(fā)沉積??本論文使用蒸發(fā)沉積設(shè)備制備Ａｌ／Ｔｉ３Ｃ２Ｔｘ／Ｐｔ器件的上電極Ａ１。在蒸發(fā)時(shí)，為防止襯??底臺(tái)被破壞，所使用的襯底臺(tái)為鉬制材料。在蒸發(fā)時(shí)，首先使用機(jī)械泵將蒸發(fā)設(shè)備的鐘??罩內(nèi)和系統(tǒng)兩部分的氣壓分別抽至１．５Ｐａ的低真空狀態(tài)。達(dá)到低真空狀態(tài)后，進(jìn)而使用??使用擴(kuò)散泵通過系統(tǒng)將鐘罩內(nèi)氣壓抽至３ｘｌ０＿３ｐａ的髙真空狀態(tài)。??原理為首先通過擴(kuò)散泵將內(nèi)部的液態(tài)油加熱變?yōu)橛驼羝�，蒸汽向上移�?dòng)時(shí)通過系統(tǒng)??８??

?第三章基于Ｍ〇ｓ２ｍ米片的阻變存儲(chǔ)及其神經(jīng)仿生性能的研究???與鐘罩之間的散熱管將油蒸汽轉(zhuǎn)化為油滴向下流動(dòng)并收集，在此過程中，由于系統(tǒng)內(nèi)氣??壓低于鐘罩內(nèi)氣壓，鐘罩內(nèi)氣體向通過鐘罩和系統(tǒng)內(nèi)的連接口向系統(tǒng)外排出，以此降低??鐘罩內(nèi)氣壓，在鐘罩內(nèi)氣壓達(dá)到高真空狀態(tài)后，增大蒸發(fā)電流，當(dāng)鉬制襯底上的Ａ１絲??融化并全部消失后，Ａ１電極制備完成。??ｎ＾ｎ??樣品臺(tái)??擋扳??ｔ??鉬舟??ｌｒ￣ｒ＾??圖２－２蒸發(fā)沉積示意圖??２．１．３甩膠機(jī)??本論文所制備的?Ａｌ／Ｔｉ３Ｃ２Ｔｘ／Ｐｔ?和?Ａｌ／Ｔｉ３Ｃ２：Ａｇ／Ｐｔ?器件的功能層?Ｔｉ３Ｃ２Ｔｘ，?Ｔｉ３Ｃ２Ｔｘ：Ａｇ??與Ａｇ／ＭｏＳ２／Ｐｔ／器件的功能層ＭｏＳ２均使用甩膠機(jī)制備。在制備過程中，將甩膠機(jī)的一二??級(jí)旋轉(zhuǎn)時(shí)間和旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置后，將所制備的溶液滴在襯底上，通過甩膠機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心??力，將滴涂的溶液均勻的鋪散在襯底Ｐｔ上，在烘干機(jī)中烘干后得到表面均勻的薄膜。??口??樣品臺(tái)??圖２－３甩膠機(jī)不意圖??２．２參數(shù)測(cè)試儀器??本論文中所制備的憶阻器的Ｉ－Ｖ特性及其電學(xué)性能均使用Ｋｅｉｔｈｌｅｙ?２４００數(shù)字源表儀??器及其上位機(jī)軟件進(jìn)行測(cè)試。神經(jīng)突觸仿生性能例如ＳＴＤＰ，ＰＰＦ，ＳＴＰ－ＬＴＰ，突觸權(quán)重??的增強(qiáng)和抑制和器件的開關(guān)速度等特性均使用脈沖發(fā)生器和示波器進(jìn)行測(cè)試與讀齲??本實(shí)驗(yàn)中所制備的憶阻器的電學(xué)性能通過Ｋｅｉｔｈｌｅｙ?２４００數(shù)字源表進(jìn)行測(cè)試，該儀??９??

【參考文獻(xiàn)】：
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