CuO和TiO-,2-納米結(jié)構(gòu)薄膜的電阻開關(guān)性質(zhì)的研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)存儲(chǔ)器件的尺寸越來(lái)越達(dá)到其縮放極限，下一代非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的開發(fā)研制受到人們極大地關(guān)注。電阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、存儲(chǔ)密度高、低功耗、寫入和擦除速度過(guò)程非常快等優(yōu)越的特性成為其中最具競(jìng)爭(zhēng)力的候選對(duì)象。近年來(lái)，具有簡(jiǎn)單成分的二元過(guò)渡金屬氧化物，比如CuO和TiO2，在未來(lái)非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的應(yīng)用上面引起了科學(xué)家極大的研究興趣。本文中，我們主要研究CuO納米顆粒薄膜和TiO2納米介孔薄膜的電阻開關(guān)特性。 在第二章中，我

2、們利用離子束濺射結(jié)合高溫退火的方法在普通玻璃基底上制備了氧化銅納米顆粒薄膜。我們利用掃描探針顯微鏡(SPM)的DFM模式，X射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜儀(XPS)等分析手段分別對(duì)其表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分進(jìn)行了表征。同時(shí)我們還利用掃描探針顯微鏡(SPM)的C-AFM模式研究了其光開關(guān)性質(zhì)。 在第三章中，我們研究了Au/CuO/Au異質(zhì)結(jié)構(gòu)的具有回線形狀的I-V特性曲線。采用Au/CuO界面處的具有指數(shù)能級(jí)分布的束

3、縛態(tài)控制的SCLC傳導(dǎo)機(jī)制分析了其輸運(yùn)過(guò)程。當(dāng)束縛態(tài)載流子能級(jí)達(dá)到TFLC傳導(dǎo)機(jī)制時(shí)I-V曲線表現(xiàn)出回線特征，可歸因于此時(shí)束縛態(tài)載流子的保持性能。電壓脈沖導(dǎo)致的高低電阻態(tài)的出現(xiàn)同樣也依賴于束縛態(tài)載流子能級(jí)，其電阻開關(guān)特性可歸因于由空穴載流子導(dǎo)致的束縛與解束縛過(guò)程決定的束縛態(tài)能級(jí)分配的變化引起的。SCLC傳導(dǎo)機(jī)制可歸因于Au/CuO界面處的束縛態(tài)主導(dǎo)的載流子輸運(yùn)引起的界面限制效應(yīng)所致。載流子完全填充的具有指數(shù)能級(jí)分布的束縛態(tài)表現(xiàn)出的非揮發(fā)

4、特性不能夠用傳統(tǒng)的SCLC傳導(dǎo)機(jī)制來(lái)解釋，其非揮發(fā)性和二元過(guò)渡金屬氧化物束縛態(tài)控制的界面相位分離過(guò)程決定的有序與無(wú)序的轉(zhuǎn)變過(guò)程有關(guān)?，F(xiàn)有結(jié)果表明，金屬絕緣體半導(dǎo)體金屬三明治結(jié)構(gòu)所具有的電阻開關(guān)是由金屬絕緣體半導(dǎo)體界面處的缺陷主導(dǎo)的。 在第四章中，我們研究了Au/TiO2 mesoporous thin films/Au異質(zhì)結(jié)構(gòu)的具有回線形狀的I-V特性曲線。令我們非常意外的是，我們觀察到了一種和我們的CuO納米顆粒薄膜及有關(guān)文獻(xiàn)