【摘 要】
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目前由于传统的闪存存储器达到了自身的物理临界尺寸,难以进一步突破纳米级的制备技术,因此很难满足当前社会对信息技术的超高精度和密度的需求,所以人们提出了许多新型的存储器。其中包括铁电存储器、相变存储器、磁存储器、相变存储器和随机忆阻存储器。其中随机忆阻存储器不受尺寸的影响,而且制备过程简单,集成密度很高,被认为是替代传统存储技术最具潜力的存储技术之一。目前许多材料被发现具有忆阻性能,而这些材料产生忆
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目前由于传统的闪存存储器达到了自身的物理临界尺寸,难以进一步突破纳米级的制备技术,因此很难满足当前社会对信息技术的超高精度和密度的需求,所以人们提出了许多新型的存储器。其中包括铁电存储器、相变存储器、磁存储器、相变存储器和随机忆阻存储器。其中随机忆阻存储器不受尺寸的影响,而且制备过程简单,集成密度很高,被认为是替代传统存储技术最具潜力的存储技术之一。目前许多材料被发现具有忆阻性能,而这些材料产生忆阻的机理尚未明确,因此还有大量的研究空间。非晶半导体本身无序的网络结构,提供了大量的表面态和缺陷态,而且非晶半导体易于制备,适于作为忆阻器的介质材料进行研究。本文为了研究非晶氧化膜的忆阻效应产生机理,本文通过电化学阳极氧化法制备了非晶氧化钛和氧化铌薄膜,分别通过控制时间和电压,得到不同形貌、厚度的氧化薄膜,并以相同电极作为上电极测试其I-V曲线。本文的主要内容如下:通过电化学阳极氧化钛片的方法制备氧化钛薄膜,在不同氧化时间下得到了不同厚度的二氧化钛薄膜,并以银作为上电极制备了器件Ag/TiO2(不同厚度)/Ti,测试其电学性能。得到氧化时间为300 s的二氧化钛薄膜制备的忆阻器件的忆阻效应最好,开关比达到了27.8,进一步分析忆阻机理模型,发现器件Ag/TiO2(不同厚度)/Ti的开关机制为空间电荷限制电流模型和欧姆传导。并与以金做上电极的器件Au/TiO2(不同厚度)/Ti作为对比,在该组器件中未发生明显的忆阻现象,推导出器件Ag/TiO2(不同厚度)/Ti的忆阻效应是由于产生Ag离子的导电细丝,并出现了忆阻效应与负微分效应共存现象。用电化学阳极氧化铌片的方法制备氧化铌薄膜,通过改变电压制备得到不同颜色的氧化铌薄膜,并且发现薄膜的颜色与厚度有对应关系;再以银作为上电极制备Ag/Nb2O5(不同颜色(厚度))/Nb器件,通过测试器件的电学性能,得出当薄膜颜色为亮黄色(厚度85 nm)时的忆阻性能最好,且能循环稳定至少100圈,开关比也达到了102,大的开关比主要归功于界面存在肖特基势垒。进一步分析双对数I-V曲线得到忆阻器的电阻开关机制为空间电荷限制电流(低压)和肖特基发射(高压)模型。当Nb2O5厚度小于85 nm时,导电机理发生改变,忆阻器的电流传导遵从欧姆传导。
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