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相似文献
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1.
任圣  马忠元  江小帆  王越飞  夏国银  陈坤基  黄信凡  徐骏  徐岭  李伟  冯端 《物理学报》2014,63(16):167201-167201
采用电子束蒸发技术在Si衬底上制备了亚氧化硅SiOx(x=1.3)薄膜,研究了不同温度热退火处理的SiOx薄膜作为阻变层的ITO/SiOx/Si/Al结构的阻变特性.研究发现,在电极尺寸相同的条件下,随着退火温度的增加,该结构的高低阻态比显著提高,最高可达109.X射线光电子能谱和电子顺磁共振能谱的分析表明,不同退火温度下形成的不同价态的硅悬挂键是低阻态下细丝通道的主要来源.椭偏仪的测试结果表明,经过热退火处理的SiOx薄膜折射率的增大是导致高阻态下器件电阻增大的原因.  相似文献   

2.
杨帆  韦敏  邓宏  杨胜辉  刘冲 《发光学报》2014,35(5):604-607
以 ZnO:Al为底电极,Cu为顶电极,在同种工艺条件下分别制备了类电容结构的纯ZnO 阻变器件和ZnO:2%Cu阻变器件,分析比较了两种器件的典型I-V特性曲线、置位电压(VSet)和复位电压(VReset)的分布范围、器件的耐久性。结果显示,ZnO:Cu阻变器件较纯ZnO阻变器件有更大的开关比和更稳定的循环性能。另外,研究了 ZnO:Cu阻变器件的阻变机理,通过对其I-V特性曲线分析得出以下结论:ZnO:Cu阻变器件在高阻态遵循空间电荷限制电流效应,低阻态符合欧姆定律。  相似文献   

3.
庞华  邓宁 《物理学报》2014,63(14):147301-147301
研究了Ni/HfO2(10 nm)/Pt存储单元的阻变特性和机理.该器件具有forming-free的性质,还表现出与以往HfO2(3 nm)基器件不同的复杂的非极性阻变特性,并且具有较大的存储窗口值(105).存储单元的低阻态阻值不随单元面积改变,符合导电细丝阻变机理的特征.采用X射线光电子能谱仪分析器件处于低阻态时的阻变层HfO2薄膜的化学组分以及元素的化学态,结果表明,Ni/HfO2/Pt阻变存储器件处于低阻态时的导电细丝是由金属Ni导电细丝和氧空位导电细丝共同形成的.  相似文献   

4.
蒋然  杜翔浩  韩祖银  孙维登 《物理学报》2015,64(20):207302-207302
为了研究阻变存储器导电细丝的形成位置和分布规律, 使用X射线光电子能谱研究了Ti/HfO2/Pt阻变存储器件单元中Hf 4f的空间分布, 得到了阻变层的微结构信息. 通过I-V测试, 得到该器件单元具有典型的阻变特性; 通过针对Hf 4f的不同深度测试, 发现处于低阻态时, 随着深度的增加, Hf4+化学组分单调地减小; 而处于高阻态和未施加电压前, 该组分呈现波动分布; 通过Hf4+在高阻态和低阻态下组分含量以及电子能损失谱分析, 得到高阻态下Hf4+组分的平均含量要高于低阻态; 另外, 高阻态和低阻态下的O 1s谱随深度的演变也验证了Hf4+的变化规律. 根据实验结果, 提出了局域分布的氧空位聚簇可能是造成这一现象的原因. 空位簇间的链接和断裂决定了导电细丝的形成和消失. 由于导电细丝容易在氧空位缺陷聚簇的地方首先形成, 这一研究为导电细丝的发生位置提供了参考.  相似文献   

5.
张志超  王芳  吴仕剑  李毅  弭伟  赵金石  张楷亮 《物理学报》2018,67(5):57301-057301
采用射频磁控溅射的方法,基于不同氧分压制备的氧化铪构建了Ni/HfO_x/TiN结构阻变存储单元.研究发现,随着氧分压的增加,薄膜表面粗糙度略有降低;另一方面,阻变单元功耗降低,循环耐受性能可达10~3次,且转变电压分布的一致性得到改善.结合电流-电压曲线线性拟合结果及外加温度测试探究了器件的转变机理,得出在低阻态的传导机理为欧姆传导机理,在高阻态的传导机理为肖特基发射机理,并根据氧空位导电细丝理论,对高低阻态的阻变机理进行了详细的理论分析.  相似文献   

6.
采用电泳沉积法在FTO导电玻璃基片上制备Zn1-xCuxO薄膜,并对其微观结构、光致发光谱、伏安特性、保持特性和转换电压分布进行探讨。PL谱表明,Cu掺杂在禁带中引入深受主能级,降低氧空位浓度,导致ZnO薄膜的紫外发光、蓝光发光和绿光发光峰强度降低。所得薄膜的晶粒细小、致密、均匀,具有稳定的双极性阻变特性,开关比Roff/Ron最高达到105,其低阻态(LRS)和高阻态(HRS)的阻变机理分别符合欧姆定律和空间电荷限制传导理论。器件经100次循环测试后开关比无明显变化,呈现出较为良好的抗疲劳特性。Cu掺杂对LRS影响不大,但显著改善了HRS的分散性以及转换电压VSET的分散性。当Cu掺杂量x=0.04时,器件表现出良好的综合性能:Roff≈106 Ω,Roff/Ron≈104,VSET介于0.4~3.03 V之间。  相似文献   

7.
余志强  刘敏丽  郎建勋  钱楷  张昌华 《物理学报》2018,67(15):157302-157302
采用简单的一步水热法在FTO导电玻璃上外延生长了锐钛矿TiO_2纳米线,制备了具有Au/TiO_2/FTO器件结构的锐钛矿TiO_2纳米线忆阻器,系统研究了器件的阻变开关特性和开关机理.结果表明,Au/TiO_2/FTO忆阻器具有非易失的双极性阻变开关特性.同时,在103s的时间内,器件在0.1 V的电阻开关比始终保持在20以上,表明器件具有良好的非易失性.此外,器件在低阻态时遵循欧姆导电特性,而在高阻态时则满足陷阱控制的空间电荷限制电流传导机制,同时提出了基于氧空位导电细丝形成与断开机制的阻变开关模型.研究结果表明Au/TiO_2/FTO忆阻器将是一种很有发展潜力的下一代非易失性存储器.  相似文献   

8.
容佳玲  陈赟汉  周洁  张雪  王立  曹进 《物理学报》2013,62(22):228502-228502
探索了ITO/PMMA/Al器件的阻变机理及其SPICE电路仿真, 通过优化聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层退火温度, 器件可实现连续擦-读-写-读操作. 基于不同退火温度PMMA薄膜的表面形貌研究, 构建了单层有机阻变器件的非线性电荷漂移模型, 以及描述该模型掺杂区界面移动的状态方程, 并通过反馈控制积分器建立了SPICE仿真电路. 最后, 代入器件实际测量参数, 得到与器件实际结果基本一致的电流-电压模拟曲线. 结果验证了单层有机器件的阻变机理, 说明该非线性电荷漂移模型的SPICE仿真在有机阻变器件仿真中同样适用. 关键词: 有机阻变存储器 非线性电荷漂移 SPICE仿真  相似文献   

9.
兼具长时程可塑性与短时程可塑性的电子突触被认为是类脑计算系统的重要基础.将一种新型二维材料MXene应用到忆阻器中,制备了基于Cu/MXene/SiO_2/W的仿神经突触忆阻器.结果表明, Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器成功实现了稳定的双极性模拟阻态切换,同时成功模拟了生物突触短时程可塑性的双脉冲易化功能和长时程可塑性的长期增强/抑制行为,其中双脉冲易化的易化指数与脉冲间隔时间相关. Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器的突触仿生特性,归功于MXene辅助的Cu离子电导丝形成与破灭的类突触响应机理.由于Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器兼具长时程可塑性与短时程可塑性,其在突触仿生电子学和类脑智能领域将会具有巨大的应用前景.  相似文献   

10.
采用基于密度泛函理论的第一性原理对比研究了Cu(111)/HfO2(001),Cu(111)/HfO2(010),Cu(111)/HfO2(100)三种复合材料界面模型的失配率、界面束缚能、电荷密度、电子局域函数以及差分电荷密度. 计算结果表明:Cu(111)/HfO2(010)失配率最小,界面束缚能最大,界面体系相对最稳定;对比电荷密度及电子局域函数图显示,只有HfO2(010)方向形成的复合材料体系出现了垂直Cu电极方向完整连通的电子通道,表明电子在此方向上具有局域性、连通性,与阻变存储器(RRAM)器件导通方向一致;差分电荷密度图显示,Cu(111)/HfO2(010)复合材料体系界面处存在电荷密度分布重叠的现象,界面处有电子的相互转移、成键的存在;进一步计算了Cu(111)/HfO2(010)体系距离界面不同位置的间隙Cu原子形成能,表明越靠近界面Cu原子越容易进入HfO2 体内,在外加电压下易发生电化学反应,从而导致Cu导电细丝的形成与断裂. 研究结果可为RRAM存储器的制备及性能的提高提供理论指导和设计工具. 关键词: 阻变存储器 复合材料 界面 电子通道  相似文献   

11.
陈达  黄仕华 《中国物理 B》2016,25(11):117701-117701
Si-rich SiO_x and amorphous Si clusters embedded in SiO_x films were prepared by the radio-frequency magnetron cosputtering method and high-temperature annealing treatment.The threshold resistance switching behavior was achieved from the memory mode by continuous bias sweeping in all films,which was caused by the formation of clusters due to the local overheating under a large electric field.Besides,the Ⅰ-Ⅴ characteristics of the threshold switching showed a dependence on the annealing temperature and the SiO_x thickness.In particular,formation and rupture of conduction paths is considered to be the switching mechanism for the 39 nm-SiO_x film,while for the 78 nm-SiO_x film,adjusting of the Schottky barrier height between insulator and semiconductor is more reasonable.This study demonstrates the importance of investigation of both switching modes in resistance random access memory.  相似文献   

12.
谭婷婷  郭婷婷  吴志会  刘正堂 《中国物理 B》2016,25(11):117306-117306
Bipolar resistance switching characteristics are investigated in Cu/sputtered-HfO_2/Pt structure in the application of resistive random access memory(RRAM).The conduction mechanism of the structure is characterized to be SCLC conduction.The dependence of resistances in both high resistance state(HRS) and low resistance state(LRS) on the temperature and device area are studied.Then,the composition and chemical bonding state of Cu and Hf at Cu/HfO_2 interface region are analyzed by x-ray photoelectron spectroscopy(XPS).Combining the electrical characteristics and the chemical structure at the interface,a model for the resistive switching effect in Cu/HfO_2/Pt stack is proposed.According to this model,the generation and recovery of oxygen vacancies in the HfO_2 film are responsible for the resistance change.  相似文献   

13.
Jin-Long Jiao 《中国物理 B》2021,30(11):118701-118701
The special any-polar resistive switching mode includes the coexistence and stable conversion between the unipolar and the bipolar resistive switching mode under the same compliance current. In the present work, the any-polar resistive switching mode is demonstrated when thin Ti intercalations are introduced into both sides of Pt/HfO2/Pt RRAM device. The role of the Ti intercalations contributes to the fulfillment of the any-polar resistive switching working mechanism, which lies in the filament constructed by the oxygen vacancies and the effective storage of the oxygen ion at both sides of the electrode interface.  相似文献   

14.
许定林  熊颖  唐明华  曾柏文  肖永光  王子平 《中国物理 B》2013,22(11):117314-117314
The alternation from bipolar to unipolar resistive switching is observed in perovskite La0.01Sr0.99TiO3thin films.These two switching modes can be activated separately depending on the compliance current(Icomp)during the electroforming process:with a higher Icomp(5 mA)the unipolar resistance switching behavior is measured,while the bipolar resistance switching behavior is observed with a lower Icomp(1 mA).On the basis of I–V characteristics,the switching mechanisms for the URS and BRS modes are considered as being a change in the Schottky-like barrier height and/or width at the Pt/La-SrTiO3interface and the formation and disruption of conduction filaments,respectively.  相似文献   

15.
高明  杜汇伟  杨洁  赵磊  徐静  马忠权 《中国物理 B》2017,26(4):45201-045201
The damage on the atomic bonding and electronic state in a SiO_x(1.4-2.3 nm)/c-Si(150 μm) interface has been investigated.This occurred in the process of depositing indium tin oxide(ITO) film onto the silicon substrate by magnetron sputtering.We observe that this damage is caused by energetic particles produced in the plasma(atoms,ions,and UV light).The passivation quality and the variation on interface states of the SiO_x/c-Si system were mainly studied by using effective minority carrier lifetime(τ_(eff)) measurement as a potential evaluation.The results showed that the samples' τ_(eff)was reduced by more than 90%after ITO formation,declined from 107 μs to 5 μs.Following vacuum annealing at 200 ℃,the τ_(eff) can be restored to 30 μs.The components of Si to O bonding states at the SiO_x/c-Si interface were analyzed by x-ray photoelectron spectroscopy(XPS) coupled with depth profiling.The amorphous phase of the SiO_x layer and the "atomistic interleaving structure" at the SiO_x/c-Si interface was observed by a transmission electron microscope(TEM).The chemical configuration of the Si-O fraction within the intermediate region is the main reason for inducing the variation of Si dangling bonds(or interface states) and effective minority carrier lifetime.After an appropriate annealing,the reduction of the Si dangling bonds between SiO_x and near the c-Si surface is helpful to improve the passivation effect.  相似文献   

16.
张培健  孟洋  刘紫玉  潘新宇  梁学锦  陈东敏  赵宏武 《物理学报》2012,61(10):107703-107703
通过改变制备条件,研究了Ag-SiO2薄膜中的缺陷对电阻翻转效应的影响.对比不同的热处理实验条件, 发现在120 ℃退火的样品经forming过程后具有稳定的电阻转变特性;另一方面, 在Ar/O2混合气氛下生长的SiO2具有比在纯Ar下生长的样品更加稳定、重复的电阻转变特性. 通过实验分析,表明热处理、电场作用和样品制备气氛可以改变、调节样品中的缺陷分布 (Ag填隙原子和氧空位缺陷),从而导致Ag-SiO2中基于缺陷的导电通道结构的形成和湮灭, 提出了提高电阻翻转稳定性的必要条件.  相似文献   

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