【摘 要】
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近年来,电阻式随机存储器（Resistive Random Access Memorizer, RRAM）由于结构简单、耗能低、存储密度高以及与半导体CMOS工艺兼容性好等优点而成为下一代新型电子存储器,对具有响应迅速、效应显著、抗疲劳性好等优良性能新型RRAM材料的探索成为目前电子信息材料和凝聚态物理的研究热点。本论文以Na2S溶液为沉积液,在一定的温度、pH值、电压和时间下,采用电化学沉积的方
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近年来,电阻式随机存储器（Resistive Random Access Memorizer, RRAM）由于结构简单、耗能低、存储密度高以及与半导体CMOS工艺兼容性好等优点而成为下一代新型电子存储器,对具有响应迅速、效应显著、抗疲劳性好等优良性能新型RRAM材料的探索成为目前电子信息材料和凝聚态物理的研究热点。本论文以Na2S溶液为沉积液,在一定的温度、pH值、电压和时间下,采用电化学沉积的方法,在铜衬底上生长出一层质地均匀的蓝色Cu2S薄膜,利用XRD及SEM对样品的晶体结构、化学成分及表面、断截面等形貌进行表征,并对Ag-glue/Cu2S/Cu/Ag-glue结构、Pt/Cu2S/Cu/Pt结构以及Ag/Cu2S/Cu/Ag组成的叠层结构的电脉冲诱导电阻转变（EPIR）效应及其影响因素进行了测试与探究。同时,对Cu2S薄膜I-V测量发现了其存在整流效应。主要研究结果如下：（1） Ag-glue/Cu2S/Cu/Ag-glue结构. Pt/Cu2S/Cu/Pt结构以及Ag/Cu2S/Cu/Ag结构室温下均存在EPIR效应,且电极种类、循环次数n、脉冲幅度A和脉冲宽度to等因素不决定该效应的存在与否,只影响其EPIR值的大小与稳定性。为了说明EPIR效应与Cu2S薄膜和金属电极之间的界面处的电荷非均匀区有关,以相同条件下的Ag/Cu2S/Cu/Ag结构与Ag/Cu2S结构的EPIR效应为例,测得Ag/Cu2S/Cu/Ag结构具有更大的高电阻值和更为显著的EPIR效应。且室温下,当脉冲宽度t0为0.0001s时,Ag/Cu2S/Cu/Ag结构的EPIR效应最大,可以高达2900%（EPIR=（RH-RL）/RL100%）。（2）室温下,Ag-glue/Cu2S结构、Pt/Cu2S/Cu/Pt结构与Pt/Cu2S结构以及Ag/Cu2S/Cu/Ag结构与Ag/Cu2S结构的直流I-V具有整流特性。其中,Ag-glue/Cu2S结构、Pt/Cu2S结构以及Pt/Cu2S结构,在经过一个电压循环处理后,电流只表现出单一方向的导通性,具有类似二极管的单向导通性；Pt/Cu2S/Cu/Pt结构,同样经过一个电压循环,直流I-V在正向与负向表现出对称的非线性特征,而Ag/Cu2S/Cu/Ag结构直流I-V表现出整流特征。实验发现,Cu2S薄膜的整流效应也与金属电极和半导体薄膜接触界面处形成的电荷非均匀区及阻挡势垒有关。另外,Ag-glue/Cu2S结构在温度分别为227K、122K、63K以及20K时直流I-V只表现出非线性特征无整流效应。
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