《銀鍺硒（碲）玻璃體系固體電解質阻性存儲特性研究》是依託南京大學，由殷江擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：銀鍺硒（碲）玻璃體系固體電解質阻性存儲特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：殷江
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目將利用脈衝雷射沉積技術、電子束蒸發鍍膜技術、聚焦離子束刻蝕技術及現代微電子加工工藝來製備銀鍺硒(碲)玻璃體系固體電解質薄膜阻性存儲器原型器件及原型器件陣列，系統研究不同組份銀鍺硒(碲)玻璃體系固體電解質阻性存儲器原型器件的薄膜組份與器件開關電壓閾值之間的關聯，不同組份器件的開態及關態的電阻隨溫度變化行為。研究外加脈衝電壓的幅值、脈寬及頻率對器件開關壽命及器件信號保持特性的影響，研究環境溫度對器件開關壽命及保持特性的影響。通過在NaCl襯底上製備透射電子顯微鏡(TEM)觀察用銀鍺硒(碲)玻璃體系固體電解質阻性存儲器件平面樣品，模擬器件的阻變開關過程，研究薄膜在外加電場作用下微結構的動力學演化過程，揭示銀鍺硒(碲)玻璃體系固體電解質阻性存儲器件阻變開關的材料科學基礎，為銀鍺硒玻璃體系固體電解質阻性存儲器件的實用化提供組份選擇、結構設計及電路參數設計方面的科學依據。
結題摘要
我們系統研究了、Ag-Ge-Se(Te)及Cu2S的電阻開關行為，並對相變材料GeTe4及Sb2Te3的電阻開關行為開展了探索性的研究工作。目前該項目已發表高水平學術論文6篇，包括Scientific Reports、Appl. Phys. Lett.及Solid State Communication等。具體如下： （1）首次同時在非晶態和結晶態Ag/AGT/Pt器件中實現了阻變開關效應。TEM研究表明，通過電場誘導沉積作用，相互連線的Ag2Te析出相導致了阻變器件產生電滲流而實現開關。 （2）在Ag/Ag-Ge-Se/Pt憶阻器上實現了電突觸行為。通過單電脈衝調製實現了生物突觸學習和記憶的LTP（長時程增強）和LTD（長時程抑制）性能，並對仿生物突觸功能的STDP（峰時依賴可塑性）函式進行模擬。研究了AGS憶阻器的四則運算功能。以電突觸權重變化量隨著脈衝載入次數的變化來實現器件的加減乘除功能。這一進展在實現同時勝任信息處理與存儲功能的器件方面邁出了關鍵的一步。 （3）研究了低銀含量的化合物Ag10Ge15Te75 的線性磁電阻特性。發現其線性磁電阻係數隨著測試溫度的降低而升高，並在溫度200 K，磁場7 T時磁阻值達到110%。發現250oC退火的AGT薄膜較高的線性磁電阻源於鑲嵌於AGT非晶基體中的Ag2Te和GeTe4析出相所導致的電導率不均勻分布。 （4）我們利用HRTEM技術原位研究了Cu2S固體電解質阻變存儲器件的開關過程。從TEM高分辨圖像可以看出，隨著正向電壓的增加，析出相開始產生，薄膜當中有一片較深襯度的析出相連線正負電極，器件維持在低阻態；施加反向電壓後，連線正負電極之間的深襯度薄膜已經自活性電極Cu方向開始消散，正負極之間無法導通，導電通道瓦解，器件又回到高阻態。我們發現Cu+在導電通道的形成中起著關鍵作用。 （5）我們對GeTe4薄膜的相變存儲特性研究開展了探索性研究。對處於高阻態的GeTe4存儲器施加脈寬較長而強度較小的脈衝，以實現器件由高阻態向低阻態轉變的Set過程；對處於低阻態的GeTe4存儲器施加脈寬較短而強度較大的脈衝，實現器件由低阻態向高阻態轉變的Reset過程。分別在140oC,150oC,160oC三個溫度下測試了GeTe4非晶薄膜的特徵時間，推算出非晶態GeTe4薄膜特徵時間為10年的工作溫度，結果為121oC，優於GST
