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忆阻器是一类金属/阻变层/金属三明治结构并具有记忆电阻效应的新型器件。由于该器件既可以利用不同的电阻状态记忆信息“0”、“1”可应用于下一代存储器,也可利用阻值的增高或减弱对应于人工大脑进行记忆或遗忘的过程因而可应用于神经计算。目前忆阻器的机理已经基本摸清,但是在材料选择方面仍存变数。本论文使用了制备简单、化学价态多变、与半导体工艺兼容的VIB族氧化物作为阻变层,研究了它们的阻变特性及神经模拟性能,并且使用退火和氩离子辐照的后处理手段,研究辐照前后忆阻器件性能的变化。当选择氧化钼为阻变材料时,本文研究了薄膜沉积条件与薄膜微观结构、电学性能的关系,发现随着溅射时氧气分压的增大,电阻率逐渐减小;比较了垂直结构与平面结构的氧化钼忆阻器,发现平面结构没有发生阻变现象,这是由于电极间距过大导致的;并且,研究了不同的电极对器件性能的影响;在室温沉积的Ag/非晶MoO_x/ITO垂直结构忆阻器,研究发现在数字阻变方面为双极性阻变,忆阻器的置位电压与工作功率很小,分别只有0.4 V,50μW。阻变的机理为肖特基势垒与氧空位共同作用。在模拟神经突触的行为方面,连续的Ⅰ-Ⅴ曲线测试表明了器件满足模拟神经突触权重的增强以及减弱过程,还可以通过调节施加信号使器件达到短程可塑性向长时可塑性的转变;在器件辐照后,性能发生了明显的变化,出现了器件置位电压更加稳定的特点。当选择氧化钨为阻变材料时,由于氧化钨与氧化钼的性质相似,通过氧气流量电压关系,选择了类似的条件;研究比较了垂直结构与平面结构的氧化钨忆阻器,在两种结构下都发现了阻变行为;对Ag/非晶WO_x/ITO垂直结构忆阻器进行研究,研究发现在数字阻变方面为双极性阻变,忆阻器的置位电压与工作功率很小,分别只有0.6 V,0.5μW。阻变的机理为肖特基势垒与泡尔-弗兰肯(Poole-Frenkel,P-F)发射共同作用,在模拟神经突触的行为方面,连续的Ⅰ-Ⅴ曲线测试表明了器件满足模拟神经突触权重的减弱过程;在器件辐照后,忆阻器的开关比明显增大,器件的循环保留性表现得更加稳定。