【摘 要】
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电阻式随机存取存储器（Resistance Random Access Memory,RRAM）是一种基于介电材料且可切换电阻态的数据存储设备,它可以应用于未来的信息存储设备中。而且,RRAM作为非易失性存储器具有结构简单、运行速度快、功耗低、可扩展性高的优点。考虑到瞬态电子技术与阻变存储器的优点,因此,将两种技术相结合,从可降解材料的选取出发,探索出一种瞬态的阻变电子器件,为阻变存储器在信息安全
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电阻式随机存取存储器（Resistance Random Access Memory,RRAM）是一种基于介电材料且可切换电阻态的数据存储设备,它可以应用于未来的信息存储设备中。而且,RRAM作为非易失性存储器具有结构简单、运行速度快、功耗低、可扩展性高的优点。考虑到瞬态电子技术与阻变存储器的优点,因此,将两种技术相结合,从可降解材料的选取出发,探索出一种瞬态的阻变电子器件,为阻变存储器在信息安全领域的应用奠定了基础。此外,与传统的电子技术相比,物理瞬态电子技术是一个全新的概念,其产生主要是为了解决废弃电子产品对环境造成污染的问题,同时也可以应用于信息安全领域。在本论文研究工作中,首先利用GeO2薄膜进行RRAM的研究,制备了Ag/GeO2/FTO阻变器件,并对器件与介质层薄膜进行表征,结果表明薄膜材料是非晶态,器件的结构是MIM（Mental Insulator Mental,MIM）。随后,测试并分析了器件的一系列电学特性曲线,器件能够在150次循环后正常运行,阻变窗口为两个数量级并且能保持10 h以上,表现出非易失性。最后,对Ag/GeO2/FTO器件内部的导电机制进行了分析,采用三种在RRAM中常见的机制,对测试的I-V曲线进行拟合,通过拟合出的COD（Coefficient of determination,COD）来得到器件内部的电导机制是SCLC（Space Charge Limited Current,SCLC）。该研究表明了Ag/GeO2/FTO阻变器件在非易失存储器中的发展潜力。随后对基于GeO2薄膜的器件研究时,发现其晶态和非晶态对水的降解特性存在差异,非晶态时,得到GeO2材料能够迅速溶解在去离子水（Deionized water,DI）中。因此,我们对Ag/GeO2/FTO进行瞬态研究,表征其在DI中溶解时间、GeO2薄膜厚度对器件的影响、器件与DI的接触面积、薄膜在不同的退火温度对结晶性的影响以及空气湿度对器件的影响。在探究不同变量对薄膜器件的影响之后,我们采用原位FTIR的方法对溶解机理进行探究,通过化学键的变化得到薄膜材料溶解的内在原理。最后对前人在无机物理瞬态方面的研究进行归纳总结,对比得出Ag/GeO2/FTO瞬态阻变器件存在的优、劣势。本文的研究基于Ag/GeO2/FTO瞬态阻变器件,其优异的电学和可降解性能,表明其在信息存储和安全领域有着良好的应用前景。
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