發(fā)布時間：2018-01-07 16:13

  本文關(guān)鍵詞：納米尺度NiO憶阻器的機制和應(yīng)用　出處：《清華大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 憶阻器 NiO 微觀機制 串擾問題 內(nèi)建同質(zhì)結(jié)

【摘要】：憶阻器在新型非揮發(fā)性存儲器、邏輯電路、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等很多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。器件的成功商業(yè)化,很大程度上得益于對它的內(nèi)在機理有一個比較深刻的理解。對憶阻器的機制的研究,有利于它在應(yīng)用中的性能提升。另一方面,當憶阻器應(yīng)用在交叉桿結(jié)構(gòu)中時,會存在所謂的串擾問題,這一問題的解決對憶阻器的成功應(yīng)用十分重要。Ni O是最具競爭力的憶阻材料之一,本論文在納米尺度對它的雙極性憶阻行為的機制,以及一種可用于解決串擾問題的憶阻行為進行了研究,主要內(nèi)容包括以下兩個方面:一直以來,氧空位模型被認為是憶阻器的主要機理。但最近的一個理論工作表明,在Ni O的雙極性憶阻行為中,陽離子空位和陰離子空位的共存是至關(guān)重要的。可是,這一雙缺陷模型目前尚沒有實驗的支持。我們利用脈沖激光沉積法在不同氧壓下生長了一系列Ni O薄膜樣品,利用導(dǎo)電原子力顯微鏡測量它們的憶阻行為,利用球差校正的掃描透射電子顯微鏡和電子能量損失譜表征了一個高氧壓和一個低氧壓生長的樣品的離子空位。結(jié)果顯示,高氧壓生長的樣品表現(xiàn)出明顯的憶阻行為,它的陽離子空位過剩于陰離子空位決定了Ni O的雙極性憶阻行為。這一工作首次為雙缺陷模型提供了實驗支持,并提供了一種研究雙缺陷對憶阻行為影響的方法。固有整流的憶阻行為(Intrinsically Rectifying-Memristive Behavior,IR-MB)被認為是一個能有效解決串擾問題的方法。目前所報道的IR-MB都屬于界面主導(dǎo)型,即,低阻態(tài)形成的肖特基勢壘會抑制反向電壓下的潛行電流。并且,之前報道的IR-MB主要集中在宏觀樣品上,而實際應(yīng)用中的器件通常在納米尺度。因此,我們利用超薄多孔氧化鋁模板制備了高密度、高均勻性的Ni O納米點陣。利用導(dǎo)電原子力顯微鏡測量,Ni O納米點表現(xiàn)出IR-MB。實驗和理論分析表明,這種IR-MB源于Ni O納米點內(nèi)形成的內(nèi)建同型同質(zhì)結(jié),不同于之前所報道的界面型IR-MB。這是第一個報道由內(nèi)建同質(zhì)結(jié)主導(dǎo)的IR-MB的工作,并且這一類IR-MB是在納米器件中觀察到的。我們模擬評估了利用Ni O納米點的IR-MB解決串擾問題的有效性,發(fā)現(xiàn)它可允許的最大交叉桿存儲量可達3 Mbit,比一般的界面型IR-MB所允許的存儲量更大。
[Abstract]:The memristor model in non-volatile memory, logic circuit, many fields such as neural network has a wide application prospect. The device successfully commercialized, largely due to the inherent mechanism of it have a more profound understanding. To investigate the mechanism of the memristor, is conducive to its performance in applications improved. On the other hand, when the memristor used in the cross bar structure, there will be a so-called crosstalk problem, to solve this problem is very important for the successful application of memristor.Ni O is the most competitive one of the memristor mechanism, this thesis in nano scale bipolar memristor on it a kind of behavior, and can be used to solve the problem of crosstalk memristance behavior was studied, the main contents include the following two aspects: all along, the oxygen vacancy model is considered to be the main mechanism of the memristor. But a recent theoretical work table, in the Ni O The bipolar memristor behavior, coexisting cation vacancies and anion vacancies is essential. However, the double defect model there is no experimental support. We use pulsed laser deposition in different oxygen pressure growth under a series of Ni O films, measuring their memristance behavior using conductive atomic force using spherical aberration corrected microscope, scanning transmission electron microscopy and electron energy loss spectroscopy to characterize the ion vacancy a high oxygen pressure and a low oxygen pressure growth samples. The results showed that the high oxygen pressure growth samples showed obvious memristive behavior, its cation vacancies over anion vacancies determines bipolar Ni O memristive behavior. This work provides the first experimental support for the double defect model, and provides a method of double defects on the memristor behavior. The inherent rectifier memristance behavior (Intrinsical Ly Rectifying-Memristive Behavior, IR-MB) is considered to be one of the methods can effectively solve the crosstalk problem. At present, as reported by the IR-MB interface are dominant, that is, the Schottky barrier formed by the low resistance state will inhibit sneak current reverse voltage. And the previously reported IR-MB mainly concentrated in the macroscopic sample, and the actual device the application is usually at the nanometer scale. Therefore, we use ultra-thin porous alumina templates for preparation of high density, high uniformity Ni O nano array. Using conductive atomic force microscope, Ni O nano IR-MB. showed experimental results and theoretical analysis show that the IR-MB derived from Ni O dots formed in the built-in the same type of interface type IR-MB. homojunctions, different reports before this is the first reported by the built-in homojunction led IR-MB work, and this kind of IR-MB is observed in nano devices. We die We evaluated the effectiveness of using Ni O nano dot IR-MB to solve the crosstalk problem, and found that the maximum allowable maximum cross bar storage can reach 3 Mbit, which is larger than that of the general interface IR-MB.

【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN60

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 李筱琳,任豪;不同膜厚的NiO薄膜電致變色特性的研究[J];光電子技術(shù);2003年03期

2 祁紅艷;祁亞軍;盧朝靖;;β-Ni(OH)_2和NiO單晶納米結(jié)構(gòu)的水熱合成與TEM表征[J];電子顯微學(xué)報;2007年03期

3 嚴雪;路璐;王建波;;Ni(SO_4)_(0.3)(OH)_(1.4)納米帶與NiO納米顆粒晶體學(xué)取向關(guān)系的電子顯微學(xué)研究[J];電子顯微學(xué)報;2012年05期

4 梁逵,陳艾,何莉,譚昌瑤;熱處理氣氛及摻鈷對NiO電極贗電容器性能的影響[J];電子元件與材料;2001年05期

5 葉柏龍;劉蓬;;基于NIO框架的TeeTime信息平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機光盤軟件與應(yīng)用;2013年03期

6 高建元;簡家文;鄒杰;王金霞;吳翔;周貞;;NiO電極中YSZ添加量對NO_x傳感器氣敏性能的影響[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2011年07期

7 鐘鐵鋼;梁喜雙;劉鳳敏;盧革宇;全寶富;;NiO基厚膜NO_2傳感器的研制[J];儀表技術(shù)與傳感器;2009年S1期

相關(guān)會議論文 前7條

1 劉淑娟;俞書宏;;新穎NiO超結(jié)構(gòu)的合成及其反應(yīng)機理的研究[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會納米化學(xué)分會場論文集[C];2008年

2 王六平;周穎;劉小雪;邱介山;;NiO負載的有序中孔炭及其電化學(xué)性能[A];第十五屆全國分子篩學(xué)術(shù)大會論文集[C];2009年

3 李董軒;趙勝利;文九巴;祝要民;;NiO納米晶的制備及結(jié)構(gòu)研究[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（4）[C];2007年

4 趙鶴云;楊留方;朱文杰;柳清菊;吳興惠;;氧化還原法制備NiO納米棒一維材料的研究[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集Ⅱ[C];2004年

5 張德元;;NiO干燥與煅燒[A];2003年全國粉體設(shè)備—技術(shù)—產(chǎn)品信息交流會論文集[C];2003年

6 孫嵐;吳芝;王瑩瑩;林志群;王夢曄;林昌健;;NiO納米顆粒負載的二氧化鈦納米管的光電催化制氫活性[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第37分會：能源納米科學(xué)與技術(shù)[C];2014年

7 徐茂文;包淑娟;力虎林;;中孔NiO超級電容電極材料的制備與表征(英文)[A];第十三次全國電化學(xué)會議論文摘要集（下集）[C];2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 羅玉祥;NiO電阻開關(guān)效應(yīng)中Ni細絲的演變過程和磁電耦合[D];清華大學(xué);2015年

2 崔金;基于NiO電極的介觀太陽能電池研究[D];華中科技大學(xué);2016年

3 孫仲;納米尺度NiO憶阻器的機制和應(yīng)用[D];清華大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙佳;NiO及GaN/NiO薄膜的低溫制備與特性研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 陳靜;負載型NiO催化劑甲烷分解性能研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

3 葉珂;P型NiO透明導(dǎo)電氧化物薄膜制備及其硅基二極管的研究[D];電子科技大學(xué);2016年

4 雷華偉;阻變存儲器用NiO薄膜的制備與性能研究[D];電子科技大學(xué);2012年

5 鐘婧;鋰離子電池負極材料NiO的合成與電化學(xué)性能改善[D];浙江大學(xué);2011年

6 葉磊;超級電容器用鈷摻雜Ni（OH）_2/NiO正極材料的研究[D];吉林大學(xué);2013年

7 任鑫;磁性納米Ni和核殼結(jié)構(gòu)SiO_2（NiO，，ZnO）/Ni的制備及性質(zhì)研究[D];河北大學(xué);2013年

8 李永仙;NiO納米顆粒對小球藻的脅迫性及生物界面轉(zhuǎn)化研究[D];大連海事大學(xué);2008年

9 張照暉;Co_3O_4和NiO的納米鐵磁性[D];蘭州大學(xué);2011年

10 趙志娟;NiO基透明同/異質(zhì)結(jié)的組建及其阻變特性研究[D];河南大學(xué);2013年

本文編號：1393294