以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)涌現(xiàn)為標(biāo)志,人類(lèi)社會(huì)已逐步向信息化時(shí)代邁進(jìn)。面對(duì)信息化社會(huì)的海量數(shù)據(jù)挑戰(zhàn),開(kāi)發(fā)新型存儲(chǔ)器件和新型計(jì)算架構(gòu)被認(rèn)為是解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的關(guān)鍵。在非易失性存儲(chǔ)器應(yīng)用方面,憶阻器具有高速、低功耗、高密度和易制備等優(yōu)點(diǎn),有望取代閃存成為下一代存儲(chǔ)器的主力技術(shù)。在邏輯運(yùn)算和神經(jīng)形態(tài)計(jì)算應(yīng)用方面,憶阻器以其信息存儲(chǔ)及與處理融合的特點(diǎn),有利于打破傳統(tǒng)馮諾依曼架構(gòu)瓶頸,實(shí)現(xiàn)新架構(gòu)下信息處理的高速化、并行化和智能化。本論文圍繞憶阻器這一主題,按照“材料分析—工藝制備—器件特性表征—機(jī)理分析—應(yīng)用舉例”的大致步驟,對(duì)幾種與CMOS工藝兼容的金屬氧化物材料展開(kāi)研究,具體內(nèi)容如下:(1)采用LDA-1/2贗勢(shì)方法對(duì)2×2×2的氧化亞銅超原胞進(jìn)行第一性原理計(jì)算,得到富銅/缺氧和缺銅/富氧兩種條件下各種點(diǎn)缺陷的形成能,配合X射線衍射、X射線光電子能譜和激光共焦拉曼光譜等方法對(duì)濺射制備的氧化亞銅材料的分析,證明銅空位缺陷是氧化亞銅材料的主要點(diǎn)缺陷,并且銅空位缺陷的存在是材料呈現(xiàn)P型導(dǎo)電特性的原因。在此基礎(chǔ)上,研制了Crossbar結(jié)構(gòu)的Cu/Cu2O/Ti W憶阻器,通...

【文章頁(yè)數(shù)】：145 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 憶阻器簡(jiǎn)介
    1.3 非易失性存儲(chǔ)器應(yīng)用
    1.4 邏輯運(yùn)算應(yīng)用
    1.5 神經(jīng)形態(tài)計(jì)算應(yīng)用
    1.6 本文研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
2 基于P型氧化亞銅材料的憶阻器機(jī)理研究
    2.1 引言
    2.2 點(diǎn)缺陷形成能的第一性原理計(jì)算
    2.3 器件結(jié)構(gòu)與制備工藝
    2.4 器件電學(xué)特性測(cè)試與導(dǎo)電機(jī)理分析
    2.5 本章小結(jié)
3 基于氧化鋁材料的憶阻器摻雜研究
    3.1 引言
    3.2 器件結(jié)構(gòu)與工藝流程
    3.3 Pt/Al₂O₃/Ru結(jié)構(gòu)平面器件研究
    3.4 Pt/Al₂O₃/Ru與Pt/Al₂O₃:Ru/Ru結(jié)構(gòu)器件的特性對(duì)比
    3.5 Pt/Al₂O₃:Ru/Ru結(jié)構(gòu)低電流電導(dǎo)漸變可調(diào)器件研究
    3.6 本章小結(jié)
4 基于非晶氧化鉿材料的憶阻器器件研究與陣列集成
    4.1 引言
    4.2 氧化鉿薄膜制備工藝
    4.3 Ti/HfO₂/Pt結(jié)構(gòu)憶阻器研究
    4.4 Pt/HfO₂/Ta結(jié)構(gòu)憶阻器研究
    4.5 基于HfO₂材料的1T1R憶阻器陣列研究
    4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 研究?jī)?nèi)容總結(jié)
    5.2 下一步研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄



本文編號(hào)：3858968