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信息产业发展至今已经进入真正的大数据时代,通信网络、云计算、高端电子设备等每一天都在进行着数据的更迭,储存和处理。这一切都离不开存储器性能的提升。存储器技术中最成熟的硅基的闪存存储器由于其自身尺寸限制,已经无法继续满足大数据增长的需求。因此多种新型存储器相继诞生,其中非易失性阻变式随机存储器(RRAM)凭借自身微缩潜力大,存储密度高,转换速度快,功耗低等特性成为了人们密切关注的目标。RRAM基本存储单元具有导体/阻变层/导体这样的结构,其中阻变层是整个器件的核心,在外电路的电压作用下它自身阻态会发生高低转变。但是由于阻变材料种类繁多,电极活性程度不同,这共同导致RRAM器件的工作机理尚未得到公认的结论。因此,探究清楚不同阻变层所对应的阻变行为和机制十分重要。除此以外,二维材料发展迅猛,石墨烯(GO)及其衍生物更是是其中的明星材料,它们展现出优质的电学性质,具有作为阻变层材料的巨大潜质,因此对于氧化石墨烯基阻变存储器的研究就显得尤为重要。RRAM工作原理,即普遍认为细丝理论,是由于电场作用下离子迁移形成导电通道形成与断裂所致。因此,本论文主要从两个角度调控场强诱导离子迁移的动力学过程,以探究氧化石墨烯(GO)基存储器阻变行为及性能提升方法。(1)调节场强大小角度,探究决定GO基存储器件阻变行为的实质诱因:我们从两个方面出发调节器件开启过程中施加在Al/GO/ITO器件上场强大小,其一,通过限制电流有无,调节电场强度诱导GO内sp~3与sp~2之间的相互转化程度,实现单一器件双极性(BRS)行为与互补型(CRS)行为共存,于此,GO基器件sp~3与sp~2之间转化阻变机理,由XPS、Raman表征手段核实;其二,通过调节薄膜厚度参量,调节电场强度大小,优化CRS行为并探究其互补转变的诱因。分别展示出不同厚度器件与互补行为之间关系,对反应机理给出了解释及证明。(2)调控场强分布角度,发展提升GO基阻变器件性能可行方法:于此,首次提出利用Ag纳米线掺杂改性GO基阻变器件。Ag纳米线优先导入Ag/GO/ITO器件起到两个方面作用,其一,纳米线尖端表面曲率大,局域电场分布,诱导导电通道简化可控形成,提高参数均一性;其二,利用Ag纳米线水域环境生长,遵循能量最低原则内部缺陷少,Ag原子结合致密,构建导电通道强健保持特性好,且随着循环擦写次数增加不易扩散耐受性好。同时利用光刻技术设计了横向结构的器件,并借助荧光显微镜和SEM直观地观察到了银纳米线参与构建导电细丝形成过程并诱导局域场强促进其简化形成。简单纳米线掺杂的手段,为阻变器件性能提升提供了参考方案。