智能產(chǎn)品不斷更迭換代致使人們對(duì)存儲(chǔ)器的性能要求也越來(lái)越高,傳統(tǒng)的存儲(chǔ)器已經(jīng)不能滿足人們的需求。為此,各種新型存儲(chǔ)器便應(yīng)運(yùn)而生。其中,阻變存儲(chǔ)器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、擦寫(xiě)速度快、功耗低、兼容傳統(tǒng)CMOS工藝,引起了人們的廣泛關(guān)注。但因阻變層和電極較厚的問(wèn)題沒(méi)有得到有效解決,目前RRAM的體積并沒(méi)有被明顯縮小,人們對(duì)RRAM的超低功耗和超高集成度的研究也比較少。石墨烯因其卓越的性能越來(lái)越受到人們的青睞,并且在RRAM中的應(yīng)用也越來(lái)越多。其中,石墨烯/NiO/石墨烯結(jié)構(gòu)的RRAM被發(fā)現(xiàn)具有大幅縮小器件體積和大幅降低功耗的優(yōu)點(diǎn)。但不同的石墨烯晶向與NiO形成的界面是否會(huì)影響RRAM器件的性能,以及哪一晶面的石墨烯與氧化鎳結(jié)合最好,人們尚不清楚。因此本文從微觀層次利用第一性原理的手段探討不同晶面石墨烯與NiO結(jié)合后的特性及不同晶面的石墨烯對(duì)阻變特性的影響,從而找出比較理想的石墨烯晶相。為此,通過(guò)第一原理研究了用于構(gòu)造RRAM器件的六種石墨烯/NiO界面,即通過(guò)切面區(qū)分的扶手型石墨烯（aGNR）和兩種鋸齒形石墨烯（zGNR,zGNRl）分別與單層和雙層NiO構(gòu)成的六種石墨烯/Ni0<001>界... 

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 非易失性存儲(chǔ)器發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 相變存儲(chǔ)器(PCM)
        1.2.2 鐵電存儲(chǔ)器(FRAM)
        1.2.3 磁阻存儲(chǔ)器(MRAM)
    1.3 阻變存儲(chǔ)器的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要內(nèi)容和研究意義
第二章 RRAM的工作原理與阻變機(jī)制
    2.1 RRAM的工作原理
        2.1.1 雙極型RRAM
        2.1.2 單極型RRAM
    2.2 RRAM的電阻轉(zhuǎn)變機(jī)制
        2.2.1 電化學(xué)機(jī)制
        2.2.2 化合價(jià)變化機(jī)制
        2.2.3 熱化學(xué)效應(yīng)機(jī)制
    2.3 本文的研究方法和工具
    2.4 本章小結(jié)
第三章 石墨烯/NiO界面體系性質(zhì)研究
    3.1 結(jié)構(gòu)模型和計(jì)算方法
    3.2 石墨烯/氧化鎳界面穩(wěn)定性分析
        3.2.1 石墨烯/氧化鎳界面的畸變
        3.2.2 石墨烯/氧化鎳界面結(jié)合的緊密程度
    3.3 石墨烯/氧化鎳界面電子特性分析
        3.3.1 界面體系中界面處成鍵特點(diǎn)分析
        3.3.2 界面體系的態(tài)密度分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 石墨烯/NiO/石墨烯結(jié)構(gòu)阻變特性研究
    4.1 結(jié)構(gòu)模型和計(jì)算方法
    4.2 器件模型的阻變特性分析
        4.2.1 器件模型I-V曲線特征分析
        4.2.2 不同阻態(tài)下的模型結(jié)構(gòu)分析
    4.3 不同尺寸的阻變層對(duì)器件性能的影響
        4.3.1 不同尺寸石墨烯/NiO/石墨烯模型的建立
        4.3.2 不同NiO尺寸下導(dǎo)電細(xì)絲形成機(jī)理分析
        4.3.3 各個(gè)器件模型電流電壓關(guān)系分析
    4.4 界面處摻雜對(duì)器件性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 工作總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
圖表目錄
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非易失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器技術(shù)[J]. 劉明.  光學(xué)與光電技術(shù). 2016(05)
[2]氧化鎳薄膜阻變特性研究進(jìn)展[J]. 李建昌,王玉磊,侯雪艷,徐彬,巴德純.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(12)
[3]阻變存儲(chǔ)器復(fù)合材料界面及電極性質(zhì)研究[J]. 楊金,周茂秀,徐太龍,代月花,汪家余,羅京,許會(huì)芳,蔣先偉,陳軍寧.  物理學(xué)報(bào). 2013(24)
[4]基于原子力顯微鏡的石墨烯可控裁剪方法研究[J]. 張崳,劉連慶,席寧,王越超,董再勵(lì).  中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2012(04)
[5]Ag/CuO復(fù)合材料界面穩(wěn)定性的第一性原理計(jì)算[J]. 周曉龍,馮晶,曹建春,陳敬超,孫加林,杜曄平,于杰,杜焰,楊寧.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2008(12)
[6]半導(dǎo)體外延層晶格失配度的計(jì)算[J]. 何菊生,張萌,肖祁陵.  南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(理科版). 2006(01)



本文編號(hào)：3660744