《過渡金屬氧化物EPIR效應與憶阻器行為的研究》是依託湖北大學，由楊昌平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：過渡金屬氧化物EPIR效應與憶阻器行為的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊昌平
- 依託單位：湖北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
過渡金屬氧化物中出現的電場脈衝誘導電阻效應（EPIR）和憶阻器行為是一類新穎的物理效應，因在信息存儲與處理中潛在的巨大套用背景而成為當前的研究熱點。理解其物理機制，尋找具有高EPIR值和優良抗疲勞性的新型憶阻器材料是製作非易失性電阻式存儲元件與元件集成走向實際套用的基礎。本研究以近期在單、雙層鈣鈦礦結構Mn氧化物和簡單二元過渡金屬氧化物中觀察到的EPIR效應和憶阻器行為為基礎，提出利用深雜質能級以增強鈣鈦礦結構Mn氧化物EPIR的抗疲勞特性，在脈衝電流作用下Mott型絕緣體氧化物發生電子相轉變以及多價態過渡金屬氧化物發生氧化還原反應而導致EPIR效應和憶阻器行為的物理思想。在該思想指導下，製備系列鈣鈦礦結構Mn氧化物和多種簡單二元氧化物薄膜，研究其EPIR效應、憶阻器行為和相應的電子過程及物理機制，並利用上述思想尋找新型非易失性電阻式存儲和憶阻器材料。
結題摘要
過渡金屬氧化物中出現的電場脈衝誘導電阻效應（EPIR）和憶阻器行為是一類新穎的物理效應，因在信息存儲與處理中潛在的巨大套用背景而成為當前的研究熱點。理解其物理機制，尋找具有高EPIR值和優良抗疲勞性的新型憶阻器材料是製作非易失性電阻式存儲元件與元件集成走向實際套用的基礎。本項目用交、自流電性測量，二線、四線測量等方法系統研究了鈣鈦礦結構NdxSr1-xMnO3，PrxCa1-xMnO3 和LaxCa1-xMnO3系列及二元簡單過渡族金屬氧化物Cu2O和硫化物Cu2S薄膜樣品的I-V、C-V、CER、CMR、EPIR和憶阻器行為，得到如下結果：（1）鈣鈦礦結構錳氧化物NdSrMnO，PrCaMnO和LaCaMnO樣品的電輸運性質決定於半導體表面及表面與電極接觸的接觸界面。當電極與半導體表面密切接觸，為歐姆接觸時，無I-V非線性，CER，EPIR和憶阻器行為。但當電極與半導體表面非緊密接觸時，電極與樣品表面存在肖特基勢壘，為非歐姆接觸，存在顯著的CER效應和低場CMR效應以及EPIR效應和憶電阻器行為。（2）樣品的EPIR和憶阻器行為源於半導體表面與電極的接觸界面處的空間電荷層和樣品表面的深能級陷阱態,且氧含量和氧缺陷是導致和影響錳氧化物EPIR的主要因素。當樣品氧含量高，或外界氧進入樣品表面時，錳氧化物EPIR效應減小，抗疲勞性變差。（2）採用電化學方法合成了二元簡單過渡族金屬氧化物Cu2O和硫化物Cu2S薄膜。在兩種薄膜上均觀察到類似電流絲通道的EPIR現象,並製備了Pt/Cu2O/Pt和Pt/Cu2S/Pt憶阻器件，研究了影響兩類憶阻器EPIR效應和抗疲勞性的因素。研究結果表明簡單二元氧化物的憶阻器行為與鈣鈦礦結構錳氧化物的發生機制不同。
