Au/SrTiO3/Au界面电阻翻转效应的低频噪声分析

本文研究了Au/SrTiO₃/Au三明治结构中的双极电阻翻转效应, 观察到高、低阻态的电阻弛豫现象. 低频噪声测量表明高、低阻态的电阻涨落表现出1/f行为. 对比试验表明, 高阻态的低频噪声来源于反向偏置肖特基势垒和氧空位的迁移, 强度较大, 低阻态的噪声则源于类欧姆接触底电极区域的氧空位迁移导致的载流子涨落, 强度较低. 同时, 界面上氧空位浓度的弛豫导致了高、低阻态的弛豫过程. 关键词： 电阻翻转效应 低频噪声 氧空位     

Nd0.7Sr0.3MnO3中显微结构相关电致电阻效应

用固相反应和高能球磨合成后续热处理两种方法分别得到钙钛矿结构Nd_0.7Sr_0.3MnO₃氧化物.两种不同方法得到的多晶样品,虽然晶体结构相同,化学成分和晶粒大小相近,但它们电输运性质却表现出很大差异.用固相反应法制得的样品的电阻几乎不随负载电流的变化而变化,即不表现电致电阻行为;而通过高能球磨合成后续热处理方法得到的样品电阻随外加电流增大而急剧减小,出现显著电致电阻效应.产生这种截然不同电输运特性的原因可能与样品的显微结构和界面性质有关. 关键词： 电致电阻效应 显微结构 钙钛矿结构锰氧化物 界面电阻     

Ti/Pr0.7Ca0.3MnO3/La0.67Sr0.33MnO3/Pt异质结电致电阻效应的改善

采用脉冲激光沉积技术制备了Ti/Pr_0.7Ca_0.3MnO₃/Pt和Ti/Pr_0.7Ca_0.3MnO₃/La_0.67Sr_0.33MnO₃/Pt异质结并研究了La_0.67Sr_0.33MnO₃功能插层对异质结电致电阻特性的影响. 实验结果表明La_0.67Sr_0.33MnO₃功能层的引入有效提高了器件的电阻转变特性,尤其是电阻转变率和疲劳性得到了极大的改善. 对La_0.67Sr_0.33MnO₃插层改善电致电阻转变特性的机理进行了定性的分析. 关键词： 电致电阻效应 电阻转变比率 疲劳特性     

La0.5Ca0.5MnO3内禀与界面电脉冲诱导电阻转变效应的比较

一般地,钛矿结构锰氧化物的电脉冲诱导电阻转变(EPIR) 效应源于非内禀界面处的肖特基势垒. 本文采用固相烧结法制备了La_0.5Ca_0.5MnO₃ (LCMO)陶瓷样品, 用四线测量模式对样品电输运性质, 特别对其内禀EPIR效应和忆阻器行为进行了研究. 室温下, 尽管样品在四线测量模式下的I-V特性曲线呈欧姆线性规律, 但在适当的脉冲电压刺激下, 仍能诱导产生明显、稳定的EPIR效应. 通过与二线模式的界面EPIR比较, 发现LCMO内禀EPIR效应具有更小的脉冲临界电压、更好的稳定性和抗疲劳特性, 是稀土掺杂锰氧化物中观察到的一类新颖的EPIR效应. 关键词： 钙钛矿结构锰氧化物 电致电阻效应 电脉冲诱导电阻转变效应 肖特基势垒     

Nd0.67Sr0.33MnOy(y<3.0)中的自旋相关电致电阻效应

用固相反应法制备系列Nd_0.67Sr_0.33MnO_y(y = 3.00—2.80)多晶样品.样品输运性质表现出自旋相关电致电阻特征.对氧含量等于化学计量样品，在测量温度范围内电阻不随负载电流变化，I-V曲线符合线性欧姆定律.对氧含量低于化学计量样品，当高于某一特征温度时，电阻变化符合线性欧姆定律；但低于这一特征温度时，电阻大小与负载电流有关，I-V曲线偏离线 关键词： 钙钛矿结构锰氧化物 电致电阻效应 自旋相关界面输运 氧缺陷     

顺磁性La2/3Sr1/3MnO3层对Bi0.8Ba0.2FeO3薄膜多铁性能的影响

界面效应在提升异质结构材料的多铁性能方面有着重要的作用. 本文采用脉冲激光沉积技术在SrTiO₃(STO)基片上制备了Bi_0.8Ba_0.2FeO₃(BBFO)/La_2/3Sr_1/3MnO₃(LSMO)异质结. X-射线衍射图谱表明异质结呈现单相外延生长, 利用高分辨透射电镜进一步证实了BBFO为四方相结构. X-射线光电子能谱证实异质结中只存在Fe³⁺ 离子, 没有产生价态的变化, 揭示了异质结铁电和铁磁性的增强与BBFO/LSMO的界面有关. 同时, 测试了磁电阻(MR)和磁介电(MD), 当磁场强度为0.8 T, 温度为70 K时, MR约为-42.2%, MD约为21.2%. 并且发现在180 K时出现磁相的转变. 实验结果揭示出异质界面效应在提升材料的多铁性和磁电耦合效应方面具有超常的优点, 是加快多铁材料实际应用的有效途径.     

关于MgB2/Al2O3超导薄膜电阻转变和各向异性的研究

利用电子束蒸发方法将MgB₂超导薄膜沉积到Al₂O₃(001)衬底上.采用标准的四引线法研究了磁场平行和垂直超导薄膜ab平面下的电阻转变.一个激活能模型 U(T,H)=U₀(1-T/(T_c+δ))ⁿ(1-H/H 关键词： 2/Al₂O₃')" href="#">MgB₂/Al₂O₃ 超导体 电阻转变 各向异性     

在H2气氛中Bi2Sr2CaCu2O8+δ的热处理效应

对高品质单相多晶Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ样品作真空或H₂气氛中不同温度下的热处理。由X射线结构分析,其正常态和超导态性质(特别是载流子浓度)的系统测量结果表明:Bi₂Sr₂CaCu₂0_8+δ样品在H₂气氛中热处理,其氧的释放可分为两个阶段:一是Bi-O层之间的过量氧原子的逸出,降低系统的载流子浓度,从而调节T_c;二是CuO₂面内氧原子的迁移,产生氧空位,使CuO₂面内Cu²⁺的短程二维反铁磁(2D-AFM)有序背景遭到破坏。可以认为:以往文献中报道的Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ超导体的吸氢效应导致T_c的变化,很可能主要的并不是氢原子的电子掺杂行为,而是与吸氢过程中氧含量的变化相联系。 关键词：     

真空退火对周期性界面掺杂Ni80Co20薄膜磁性的影响

用磁控溅射方法制备了两个具有不同Fe层厚度的［Ni₈₀Co₂₀(L)/Fe(t_Fe)］_N多层膜系列样品,其中t_Fe=0.1和2nm.研究了两个系列样品的磁及输运性质随Ni₈₀Co₂₀层厚度L的变化关系.在退火态［Ni₈₀Co₂₀(L)/Fe(0.1nm)］_N系列样品中,发现各向异性磁电阻( 关键词： 多层膜 各向异性磁电阻 界面效应 退火     

Ag-SiO2复合薄膜形貌和吸收特性的研究

通过分层镀膜的方式制备Ag和SiO₂的分层结构，经过快速热退火后，Ag颗粒扩散到复合薄膜的表面附近. 通过改变Ag颗粒扩散的距离(SiO₂的膜厚)，可很好地控制Ag颗粒在复合薄膜表面附近的大小，浓度和形貌，进而对共振吸收特性产生影响. 在实验中，根据Ag颗粒扩散的长度来调节退火的时间. 发现经过足够长的时间(17.5min)后，Ag颗粒会形成平行于衬底的平面团簇. 由于Ag原子在平面团簇之间容易扩散，使得Ag颗粒的粒径平均值变小并趋于某一特定的半径，且粒径分布范围变小，导致吸收谱发生蓝移，吸收带变窄，且强度增加. 关键词： 复合薄膜 共振吸收 平面团簇     

Asymmetric reversible diode-like resistive switching behaviors in ferroelectric BaTiO3 thin films

In this work, the resistive switching behaviors of ferroelectrictric BaTiO3/La0.67Sr0.33MnO3 .heterostructures de- posited by pulsed laser deposition are investigated. The BaTiO3 films show both well-established P-E hysteresis loops, and asymmetric reversible diode-like resistive switching behaviors, involving no forming process. It is found that both the ON/OFF ratio and the stability of resistive switching are substantially dependent on operation voltage （Vmax）. At a Vmax of 15 V, a large ON/OFF resistance ratio above 1000 is obtained at a Vmax of 15 V, which is able to maintain stability up to 70-switching cycles. The above resistive switching behaviors can be understood by modulating interface Schottky barriers as demonstrated by I-V curve fitting.     

Bipolar resistive switching in Cr-doped TiOx thin films

The electric-pulse-induced resistive switching effect is studied for Ti_0.85Cr_0.15O_x (TCO) films grown on Ir—Si substrates by pulsed laser deposition. Such a TCO device exhibits bipolar switching behaviour with an electric-pulse-induced resistance ratio as large as about 1000% and threshold voltages smaller than 2 V. The resistive switching characteristics may be understood by resistance changes of a Schottky junction composed of a metal and an n-type semiconductor, and its nonvolatility is attributed to the movement of oxygen vacancies near the interface.     

Oxygen deficiency effect on resistive switching characteristics of copper oxide thin films

In this Letter, bilayered Cu₂O/CuO thin films were grown on Nb doped SrTiO₃ (Nb:STO) substrates by plasma assisted molecular beam epitaxy. The current-voltage characteristics of Pt/Cu₂O/CuO/Nb:STO devices show reproducible and pronounced current-voltage hysteresis which was induced by the CuO/Nb:STO junctions. By comparing the current-voltage curves of the bilayered and single-layered CuO thin films, we attribute the prominent switching behavior to the oxygen-vacancies-mediated-carriers-trapped-detrapped process with the aid of the applied forward (reversed) bias voltage.     

氧化钒薄膜的微结构及阻变特性研究

采用射频反应溅射法于室温下在Cu/Ti/SiO₂/Si基底上制备了氧化钒薄膜. X-射线衍射、X射线光电子能谱分析仪及原子力显微镜结果表明, 室温下制备的氧化钒薄膜除微弱的V₂O₅ (101)和V₂O₃ (110)峰外, 没有明显的结晶取向, 是VO₂, V₂O₅, V₂O₃及VO的混合相薄膜, 且薄膜表面颗粒大小均匀, 表面均方根粗糙度约为1 nm. 采用半导体参数分析仪对薄膜的电开关特性进行测试. 结果表明薄膜具有较低的开关电压(V_Set<1 V, V_Reset<-0.5 V), 并且具有稳定的可逆开关特性. 薄膜从低阻态转变为高阻态的电流(I_Reset)随限流的增大而增大.通过高低阻态时I-V对数曲线的拟合(高阻态斜率>1, 低阻态斜率=1), 认为Cu离子在薄膜中扩散形成的导电细丝是该体系发生电阻转变的主要机制. 关键词： 氧化钒薄膜 电阻开关 电阻式非挥发存储器 导电细丝     

Ti/HfO2/Pt阻变存储单元中的氧空位聚簇分布

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.     

Coexistence of filamentary and homogeneous resistive switching in graded WOx thin films

Reversible clockwise and counter‐clockwise resistive switching in a Pt/graded WO_x /W stack is reported. Two stable switching modes with opposite switching polarity and different electrical characteristics are found to coexist in the same memory cell. Clockwise switching shows filamentary characteristics that lead to relatively faster switching with excellent retention at high temperature. Counter‐clockwise switching exhibits homogeneous conduction with slower switching and moderate retention. The field‐induced switching reversal might be due to inhomogeneous expansion of W during thermal oxidation. Our results provide a clue to modulate the switching type in Pt/WO_x /W memory cells. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

SiO_x(x=1.3)薄膜的优化阻变特性与退火温度的关系探究

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.     

点接触金属/Pr$lt;sub$gt;0.7$lt;/sub$gt;Ca$lt;sub$gt;0.3$lt;/sub$gt;MnO$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;/Pt结构稳定的低电流电阻开关特性

利用自主开发的导电原子力显微镜控制Pt,W探针构成点接触金属/Pr_0.7Ca_0.3MnO₃（PCMO）/Pt三明治结构,对其电流-电压（I-V）及脉冲诱导电阻开关（EPIR）特性进行了研究.研究发现,在10 nA限流下两种电极对应结构的I-V都表现出相当稳定的双极性电阻开关特性,以及大于100的电阻开关比.进一步测试发现,点接触W/PCMO/Pt器件具有在10 nA限流下稳定的EPIR特性以及100 pA限流下重复的双极性电阻开关特性.此电流比已报道的电流低3个数量级,表明此结构在低功耗存储器件方面的潜在应用.通过对比样品不同位置、不同限流、不同接触面积点接触Pt/PCMO/Pt的I-V回滞特性,把点接触器件在低电流下稳定、显著的电阻开关效应归结于小的器件面积导致强的局域电场加强了O离子迁移效应. 关键词： 脉冲诱导电阻开关 电场下氧离子迁移 电阻开关     

Reversible alternation between bipolar and unipolar resistive switching in La-SrTiO_3 thin films

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.