【摘 要】
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随着人们对计算机信息存储和处理的要求越来越高,新型非易失性存储器得到了国内外科研单位的重视。其中,阻变存储器以其低功耗、可反复擦写、存储单元密度大、良好的可缩小性等特点,有望成为下一代存储器的有力竞争者。目前,研究人员已在多种金属氧化物、有机材料等材料中发现了电阻转变现象,其中钙钛矿型氧化物在性能上具有明显优势。但是其在研究过程中仍然面对了许多技术难题与挑战:钙钛矿型氧化物阻变机理研究还不够完善,
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随着人们对计算机信息存储和处理的要求越来越高,新型非易失性存储器得到了国内外科研单位的重视。其中,阻变存储器以其低功耗、可反复擦写、存储单元密度大、良好的可缩小性等特点,有望成为下一代存储器的有力竞争者。目前,研究人员已在多种金属氧化物、有机材料等材料中发现了电阻转变现象,其中钙钛矿型氧化物在性能上具有明显优势。但是其在研究过程中仍然面对了许多技术难题与挑战:钙钛矿型氧化物阻变机理研究还不够完善,材料内部结构的原子运动没有统一定论,并且对阻变原理的理论分析与过程模拟的研究相对较少。针对以上问题,本论文采用钙钛矿型氧化物钛酸锶钡(Ba1-xSrxTi O3,BST)作为阻变材料,主要对该阻变存储单元的物理微观机制展开研究,其中包括:（1）采用Pt/BST/Ti N/Pt阻变存储单元结构,利用MATLAB软件,建立基于氧空位导电通道的随机模型,模型中氧空位生成、迁移及复合过程采用蒙特卡罗方法,采用陷阱辅助隧穿与电阻网络结合的导电机制。（2）成功模拟了阻变存储单元Forming、Set、Reset阻变过程,并得到阻变层的氧空位分布、电势分布、I-V曲线及电阻概率分布;模型较好地解释了BST阻变单元的仿真机理,并清楚地反映了阻变单元内部的微观变化;仿真了阻变存储单元在多次连续循环电压下的Set、Reset过程,得到了多次循环周期内的I-V曲线及高低电阻值,研究了其I-V曲线变化过程及高低阻态的波动趋势。（3）分别针对阻变层厚度、原生氧缺陷和Set/Reset电压等仿真参数,通过仿真模拟,深入研究以上各个因素对阻变单元性能的影响,并根据阻变机理解释了微观原因,这对实验过程中参数的选择及操作都具有指导和预测的作用。
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