纳米尺度的Ag（TCNQ）薄膜的电特性

研究了金属有机电双稳薄膜材料Ag(TCNQ）在STM针尖下的电特性，观察在纳米尺度下Ag(TCNQ）从高阻态跃迁到低阻态的微分负阻现象，阻态间的跃迁可以重复进行，其阈值电压比交叉电极“三明治”结构的情况要低得多。另外，研究了Ag(TCNQ）电存储特性，包括写入，读出和擦除特性，结果表明Ag(TCNQ）可以作为超高密度的随机存储器的材料。     

相变存储器及其发展

相变存储器作为一种新型的基于硫系化合物薄膜的随机存储器,被认为最有可能在不远的将来成为主流的非易失性存储器。本文将对相变存储器的基本概念、原理、发展现状及产业化趋势作以介绍。     

基于Sn掺杂Ge2Sb2Te5的相变存储器器件单元存储性能

采用0.18μm标准工艺制备出基于Sn掺杂Ge2Sb2Te5相变材料的相变存储器器件单元,利用自行设计搭建的电学测试系统研究了其存储性能.结果表明:Sn的掺杂没有改变Ge2Sb2Te5的相变特性,其相变阚值电压和阈值电流分别为1.6V和25μA;实现了器件单元的非晶态(高阻)与晶态(低阻)之间的可逆相变过程;器件单元中相变材料结晶所需电流最低为1.78mA(电流宽度固定为100ns)、结晶时间大于80ns(电流高度固定为3mA);相变材料非晶化脉冲电流宽度为30ns时,所需电流大于3.3mA;与Ge2Sb2Te5相比,Sn的掺杂降低了SET操作的脉冲电流宽度,提高了结晶速度,有利于提高相变存储器的存储速度.     

Hf/HfO_2基双极阻变存储器研究

本文制备了纳米级的Hf/Hf O2基阻变存储器,阻变存储器上电极金属和下电极金属交叉,形成交叉点型的金属-氧化物-金属结构。系统地对其电学特性进行表征,包括forming过程、SET过程和RESET过程。详细研究了该阻变存储器SET电压与RESET电压,高阻态阻值与低阻态阻值间的关联性。该阻变存储器的电学参数与SET过程的电流限制值强相关,因此需要折中优化。利用量子点接触模型对Hf/Hf O2基阻变存储器的开关物理机制进行了分析。     

通过高长宽比横向结构的设计提升基于Ge2Sb2Te5材料的相变存储器的多值存储能力(英文)

如何进一步提高存储密度是相变存储(PCM)应用于存储级内存(SCM)的关键挑战.然而,相变存储器主要通过尺寸微缩和多值操作来提高存储密度,往往面临严重的热串扰和相分离问题.为此,我们提出了一种高长宽比(25:1)的横向纳米线器件,该器件采用传统的硫系化合物Ge₂Sb₂Te₅就可以实现稳定的多值操作,并且器件具有较好的一致性以及较低的电阻漂移系数(0.009),其优异的多值性能主要是由于在设计的高长宽比结构中,绝缘层侧壁的限制使得相变材料的非晶区域可以精确控制,这也被透射电子显微镜分析证实.本文设计的纳米线器件为提升高深宽比三维相变存储器的多值存储能力提供了重要指导.     

柔性阻变存储器材料研究进展EI北大核心CSCD

本文简述了阻变存储器的基本结构、工作原理、发展历程和研究现状,归纳总结了柔性阻变存储器的材料体系,包括介质材料、电极材料和基底材料,以及柔性阻变存储器材料体系的总体趋势和最新研究进展;分析了柔性阻变存储器的性能特点,包括存储性能和力学性能。阐述了发展柔性阻变存储器的重要意义与面临的挑战,提出了该领域现在研究中存在的不足和未来需要进一步研究的方向。得出力学性能稳定的高电导可拉伸电极和存储性能稳定的可拉伸介质是柔性阻变存储器材料今后发展的主要方向。     

基于相变存储器的相变存储材料的研究进展

相变存储器具有非易失性、循环寿命长、元件尺寸小、功耗低、多级存储、与现有集成电路工艺相兼容等诸多优点,被认为是最具潜力的下一代存储器.简要介绍了相变存储材料的工作原理和对相变存储材料的性能要求,综述了近年来国内外在相变材料存储性能的优化、存储机理以及面临的关键问题等方面的最新研究成果,最后展望了相变存储材料的研究和发展趋势.     

柔性阻变存储器材料研究进展

本文简述了阻变存储器的基本结构、工作原理、发展历程和研究现状,归纳总结了柔性阻变存储器的材料体系,包括介质材料、电极材料和基底材料,以及柔性阻变存储器材料体系的总体趋势和最新研究进展;分析了柔性阻变存储器的性能特点,包括存储性能和力学性能。阐述了发展柔性阻变存储器的重要意义与面临的挑战,提出了该领域现在研究中存在的不足和未来需要进一步研究的方向。得出力学性能稳定的高电导可拉伸电极和存储性能稳定的可拉伸介质是柔性阻变存储器材料今后发展的主要方向。     

利用STM制作有机LB膜超高密度存储器

利用有机材料制作高密度存储器是当前纳米电子学研究的一个热点.有机LB膜的有序分子排列和能精确控制厚度的膜层被认为是高密度存储器理想的基体.具有原子分辨率及纳米量级局域作用微区的扫描隧道显微镜(STM)的出现则提供了制作超高密度存储器一种有力的高技术手段.本文介绍利用STM在有机LB膜上制作超高密度存储器.以硬脂酸制备多层LB膜,其形貌由STM成像.施加于STM针尖上的脉冲偏压,在LB膜表面的局域区域产生足够的强电场,使该微区转换为低阻导电状态,以高、低阻态分别表示两种逻辑状态,就完成了一次"写入"操作.LB膜材料的高、低阻态由STM的伏安特性(I-V)和扫描隧道谱(dI/dV-V)加以表征.用幅值较小的脉冲实现"读出"操作.该材料LB膜上存储的信息能保持很长时间,显示了潜在的应用前景.     

有机纳米整流器的STM研究

金属有机络合物Ag TCNQ的薄膜在STM针尖电场的作用下 ,当电压达到某一阈值后可以从高阻态跃迁至低阻态。在一定的条件下 ,在低阻态的保持时间很短 ,且高低阻态间的转换可以重复。由于它们都是有机材料 ,根据这种特性 ,提出了一种新型有机纳米整流器的设想 ,并成功地制作了输出可控的有机纳米整流器的原型。     

高均一性二维碲化钼忆阻器阵列及其神经形态计算应用

二维过渡金属硫化合物是构建纳米电子器件的理想材料, 基于该材料体系开发用于信息存储和神经形态计算的忆阻器, 受到了学术界的广泛关注。受制于低成品率和低均一性问题, 二维过渡金属硫化合物忆阻器阵列鲜见报道。本研究采用化学气相沉积得到厘米级二维碲化钼薄膜, 并通过湿法转移和剥离工艺制备得到碲化钼忆阻器件。该碲化钼器件表现出优异的保持性(保持时间>500 s)、快速的阻变(SET时间~60 ns, RESET时间~280 ns)和较好的循环寿命(阻变2000圈后仍可正常工作)。该器件具有高成品率(96%)、低阻变循环间差异性(SET过程为6.6%, RESET过程为5.2%)和低器件间差异性(SET过程为19.9%, RESET过程为15.6%)。本工作成功制备出基于MoTe₂的3×3忆阻器阵列。在此基础上, 将研制的MoTe₂器件用于手写体识别, 实现了91.3%的识别率。最后, 通过对MoTe₂器件高低阻态的电子输运机制进行拟合分析, 揭示了该器件阻变源于类金属导电细丝的通断过程。本项工作表明大尺寸二维过渡金属硫化合物在未来神经形态计算中具有巨大的应用潜力。     

一种新型的有机电双稳薄膜及其极性记忆效应

报道了一种新的高稳定的有机分子（SCN）可以和铜构成具有电双稳态特性的金属有机络合物。由这种材料制成的薄膜，在室温6V电压作用下可以从高阻态转变成低阻态，其跃迁时间小于20ns，并具有极佳的热稳定性。因此可望用于制作电子器件，如一次写入存储器（WORM）等。进一步的研究还发现，在适当的工艺条件下，SCN能够与Cu和Al一起构成Cu-SCN-Al结，这种结具有极性记忆效应，即只能被单向驱动。     

阳离子迁移型阻变存储材料与器件研究进展

硅基闪存是当前半导体市场的主流非易失性存储器,但其小型化日益接近物理极限.阳离子迁移型阻变存储器是下一代高速、高密度和低功耗非易失性存储器的有力竞争者之一,近些年受到科学界和工业界的广泛关注.本文从材料、阻变机理和器件性能3个方面综述了阳离子迁移型阻变存储器的研究进展,其中材料部分包括电极材料和存储介质,阻变机理部分包括金属导电细丝的存在、生长模式和生长动力学,而器件性能部分包括开关比、擦写速度、擦写功耗、循环耐受性、数据保持特性以及器件小型化潜力.最后,对本领域的未来研究重点进行了展望.     

基于硫系相变材料的存储机理和方法的研究进展

以GeSbTe及AgInSbTe等硫系合金化合物为载体,较全面地介绍了当前相变存储研究领域比较热门的几种存储方法,对各自的研究进展作了必要阐述,重点突出探针相变存储技术的研究方法,并对各种方法的优缺点进行了比较说明,同时结合自身研究实际,展示相变存储的研究方向和所取得的成果,并进一步列举了一些尚待解决的问题,指出了其今后发展的一般趋势.     

具有非易失存储功能的可逆有机电双稳器件

报道一种能够在室温下具有可逆电双稳特性，并实现非易失信息存储功能的有机薄膜器件。器件为简单的三层结构，Al/HPYM/Ag，HPYM为一种有机分子材料，通过真空热蒸发法制成薄膜作为信息存储介质。该器件可通过正向及反向电压脉冲的激发而实现高阻态（“0”态）、低阻态（“1”态）的转变，相当于信号的写入和擦除。当外电场撤除时，其状态信息可以长时间保持，并且被小电压脉冲读取，两种导电态的阻值比约为10^5。     

Ge2Sb2Te5材料与非挥发相转变存储器单元器件特性

对Ge2Sb2Te5材料的结构、形貌和电学特性进行了表征,将材料应用于不挥发存储单元器件中并研究了器件性能。研究了退火温度对薄膜电阻率的影响,发现在从高阻向低阻状态转变的过程中,电阻率下降的趋势发生变化,形成拐点,分析表明这是由于在拐点处结构由面心立方向密排六方结构转变所致;对不同厚度Ge2Sb2Te5薄膜的电阻率进行了分析,结果表明当厚度薄于70nm时,电阻率随厚度显著上升而迁移率下降,材料晶态电学性能的测量显示,材料有正电阻温度系数并以空穴导电;测量了Ge2Sb2Fe5非挥发相转变存储器单元的I-V曲线,发现有阈值特性,在晶态时电学特性呈欧姆特性,非晶态时I-V低场为线性关系,电场较高时呈指数关系。     

封面图片说明

正封面图片出自论文"阳离子迁移型阻变存储材料与器件研究进展".是清华大学材料学院潘峰教授研究团队提供的阳离子迁移型阻变存储器的器件结构及选材和阻变特性及机理示意图.阳离子迁移型阻变存储器的存储单元为"活性电极/存储介质/惰性电极"三层膜结构,通过外加电压作用下活性电极原子发生氧化还原反应和定向迁移过程而实现信息存储,其中逻辑"1"对应于低阻     

IGBT的驱动和保护技术探析

IGBT不仅具有电压控制输入特性、低阻通态输出特性,还具有高输入阻抗、电压驱动、无二次击穿和安全工作区宽等优点,可以在众多领域替代GTR和功率MOSFET等器件。同时,由于它的结构特性,决定了它具有高速开关的能力,可以满足PWM技术的要求。     

焙烧温度对NiO薄膜阻变特性的影响

利用水热法制备了NiO纳米粒子,基于GaIn/NiO/ITO器件结构,研究了焙烧温度对NiO纳米粒子薄膜阻变特性的影响。XRD分析发现,随焙烧温度由400至900℃,NiO纳米粒子结晶性提高,逐渐显立方相,粒子分散性变好。电学测试表明,NiO纳米粒子薄膜具有可重复双极阻变特性,开电压约-1.3 V较稳定。随焙烧温度提高,器件开关比由1407急剧降至11左右,原因是纳米粒子结晶后,其晶界势垒减小,载流子迁移率增大,致开关性变差。伏安特性曲线分析发现,纳米粒子薄膜低阻态荷电输运为欧姆特性,高阻态符合肖特基发射,判断阻变机理为阈值电场及焦耳热导致的氧空位细丝的形成与断裂。     

氧化镍溶胶-凝胶薄膜阻变特性研究

用溶胶-凝胶法在1TO基片上旋涂制备了NiO薄膜,通过对ITO/NiO薄膜/GaIn器件进行伏安特性测试,研究了溶胶浓度、退火、层数以及Cu掺杂等对其电学特性的影响.结果表明:所制备NiO薄膜具有良好可重复双极电阻开关特性.其中,2％Cu掺杂0.2 mol/L溶胶、双层、400℃退火1h制备的薄膜,阈值电压较低,约0.8 V;而开关比受以上因素影响不明显,约3× 102.分析发现薄膜高阻态的荷电输运符合空间电荷限制导电机制,而低阻态为欧姆特性,阻变开关机理为阈值电场及焦耳热导致的氧空位细丝的形成与断裂.