基于掺杂ZnO忆阻器的制备及光电调控特性研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laowu000001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
阻变式随机存储器(RRAM)是替代传统Flash技术的有力候选者,其制备及忆阻性能的研究非常重要。同时,光刺激比单纯的电刺激对忆阻单元更具选择性,通过调节光照功率可以提高忆阻器件的存储容量,也可用于远距离操控。ZnO是一种具有较大结合能和直接宽带隙的二元金属氧化物,同时具备高电子迁移率和透明特性,是一种重要的光敏半导体材料,其作为阻变层材料已在非易失性存储器、逻辑运算和神经突触模拟等领域取得了显著的进展。然而,ZnO基忆阻器在光电调控、多端调控以及大规模集成应用方面,还面临着诸如制备工艺不成熟、材料阻变机理不够明确等问题。因此,本文以“基于掺杂ZnO忆阻器的制备及光电调控特性研究”为题展开相关研究,具体包括以下的几个方面:(1)通过水热法探究最佳的制备条件,成功合成氧化锌纳米棒阵列,并制备了Cu/ZnO NRs/Zn结构的忆阻器件。研究结果表明:基于氧化锌纳米棒阵列的忆阻器表现出良好的双极阻变行为,并对部分器件进行了不同波长辐照下的I-V测试,相比于暗态,忆阻器件的响应电流均有增大,表明ZnO薄膜具有光电协同刺激响应性。阻变机制均为由空间电荷限制电流(SCLC)主导的电子型阻变机制。本工作为ZnO基多响应忆阻器的研究提供了新思路和参考,为开发具有光电操作的人工神经突触器件和神经网络计算提供了一种经济有效的方法。(2)利用溶胶-凝胶法制备掺锡氧化锌(Sn:ZnO)薄膜,优化固化温度和退火温度,获得最佳的薄膜制备工艺,并证明了锡以Sn4+掺杂进入ZnO晶格。发现不同温度处理后的薄膜均具有典型的忆阻滞回曲线,说明该掺锡氧化锌薄膜具有双极阻变的存储特性。通过机制拟合,发现了随着退火温度的升高,器件阻变行为由电子型逐渐向离子型转变。分析认为电子型阻变机理为氧空位形成的缺陷对电子的捕获与退捕获过程,而离子型阻变过程则与导电通道的形成和断裂有关。(3)为探究ZnO基稀磁半导体材料的忆阻特性,对ZnO薄膜实施过渡金属Mn掺杂,利用水热法制备了掺锰氧化锌(Mn:ZnO)薄膜。研究结果表明Mn:ZnO薄膜呈现纳米锥形貌并发生团聚现象,Mn以Mn2+掺入ZnO晶格,Mn:ZnO薄膜忆阻器表现出电子型双极阻变特性,Mn掺杂可有效的降低操作电流,有望进一步增大阻变窗口,为稀磁半导体材料成为多端调控阻变存储器的新型阻变材料提供参考。
其他文献
<正>《普通高中历史课程标准(2017年版2020年修订)》提出“进一步改进教学方式、学习方式和评价机制,将教、学、评有机结合,促进学生的自主学习、合作学习和探究学习,提高实践能力,培养创新精神”的要求。历史教师要以探寻历史学习方式变革的路径为己任,找到真正促进学生历史学科核心素养提升的学习方式。高中历史学习方式变革不应该仅仅局限在课堂上,也需要关注课后作业的设计。
期刊
尖晶石铁氧体纳米磁性材料是一种重要的磁性材料,在磁记录和高频电磁波吸收领域有广泛的应用。本文采用溶胶凝胶法制备了Ni-Mg-Zn铁氧体和Ni-Ba-Co铁氧体,探究了络合剂以及金属离子掺杂或替代对铁氧体性能的影响。本文主要包含如下三个内容:1、采用溶胶-凝胶法制备了由柠檬酸、草酸、鸡蛋清和EDTA充当络合剂的Ni0.2Mg0.2Zn0.6Fe2O4铁氧体样品。并制备了无络合剂的Ni0.2Mg0.2
学位
<正>从社会生产角度分析机械工程,它的主要职能是设计、研发、制造、管理机械产品,旨在通过“机械取代人工、分散转为集约”的方式,持续性优化生产效率、提高生产规模、改进生产方式,机械工程是经济增长的重要助力。立足信息化时期,机械工程在电气时代遗留下的问题逐步突显,衍生为限制自身创新、性能升级的障碍,其中一个重要影响因素就是控制系统落后,无论是控制一个机械设备(如振动台、机床、电气机车等),还是控制一个
期刊
TiO2半导体是最具代表性的光催化半导体之一,具有稳定性高,有机污染物降解种类多、生物兼容性好等优点,是解决水中有机污染物最具潜力光催化剂材料之一。但是,目前TiO2半导体光催化剂主要存在可见光下光催化效率不足、粉体催化剂反应后难回收等问题。因此,针对以上问题,本文主要利用g-C3N4、Si O2等低成本材料通过非金属半导体复合、表面改性、形貌控制等手段改进TiO2基半导体催化剂的可见光吸收效率,
学位
随着我国经济与科技的飞速发展,网络移动支付正快速走进人们的生产生活,大多数情况下,所有需要支付交易的场合,通过一部智能手机即可解决。第三方支付平台,如微信、支付宝等,相较于传统的支付方式,更具有操作简单、方便快捷等优越性,已经取代了传统的支付方式,全面覆盖在日常生活的各个领域。但与此同时,由于行为人的犯罪行为具有新颖性、隐秘性等特征,实务中,行为人利用多样化的犯罪手段非法转移他人第三方支付平台内的
学位
在工业高度发展和人类生活水平不断提高的今天,环境污染越来越严重,已成为全球性三大危机之一。环境污染包括废气、废水、废渣、噪声和光污染等污染源。随着人类对环境质量的重视和关注,基于传感器网络环境下对生态环境的监测,便于相关部门掌握生态环境和生态质量的现状,能够对环境进行早期预警或对环境的综合治理进行确切地衡量。因此,传感器在环境监测方面具有重要的作用并得到了广泛的应用。同时随着纳米技术的迅速发展,传
学位
手指上蕴含着丰富的生物特征,同时拥有高度的灵活性与便携性,所以基于手指的生物特征识别技术在生物特征识别领域内一直是重要的研究方向。目前,基于手指单模态的生物特征识别技术已经趋于成熟,同时也遇到了一些难以克服的瓶颈。手指包含着三个位置紧凑、纹理相似的特征,即指纹、指静脉和指节纹,利用这些紧凑的特征构建手指多模态融合识别系统有助于获得更好的识别效果。在手指多模态融合识别中,如何有效地融合多种特征是提高
学位
结直肠癌(CRC)在所有消化系统癌症中是最常见也最致命的,尽管CRC的治疗手段在不断进步,其预后仍不乐观。因此需要对CRC发生发展的机制进行深入研究,以探寻CRC的治疗靶点,为患者及我国医疗体系减轻压力。目前大量研究聚焦于天然产物或中药提取物的抗癌作用之中。银杏是一种源自中国的古老植物,银杏叶提取物(GBE)具有丰富的药理作用。目前市面上存在一种标准化的银杏叶提取物EGB761,可以发挥调控基因表
学位
为了不断满足人们日益丰富的消费需求,商品种类和数量也日渐丰富,这也导致城市生活垃圾量呈上升趋势。如果垃圾数量达到城市所能承受的上限,不仅会造成严重的生态污染等问题,甚至会引起社会矛盾。因此,必须对生活垃圾实施分类管理,从源头上解决“垃圾围城”的现象。为此,本文详细分析了我国城市生活垃圾分类的现状,并提出了如下的优化对策:完善基础设施的建设、配套适当的管制措施、设置可行的激励机制,以供城市管理者们的
期刊
阐述自动化安全控制的设计方法,包括科学性、稳定性、功能性、技术化、模块化的机械设计自动化安全控制要点,探讨信息电子背景下的机械自动化设计安全控制的措施。
期刊