雙鈣鈦礦型氧化物薄膜電致阻變微觀機理的研究

《雙鈣鈦礦型氧化物薄膜電致阻變微觀機理的研究》是依託哈爾濱工業大學，由王先傑擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：雙鈣鈦礦型氧化物薄膜電致阻變微觀機理的研究
• 依託單位：哈爾濱工業大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王先傑

項目摘要

阻性存儲器具有結構簡單、擦寫速度快、存儲密度高等特性，是最具有套用前景的非易失性存儲器之一。 本項目將開展雙鈣鈦礦型氧化物阻性存儲特性的研究工作，利用雙鈣鈦礦氧化物具有大量天然反位缺陷的結構特性，實現避免串生電流的單電阻型阻性存儲器。利用雷射脈衝沉積技術製備高質量的La2Ni1+xMn1-xO6-d及La位鹼土金屬摻雜的雙鈣鈦礦型薄膜，利用磁控濺射技術、紫外光刻、電子束刻蝕技術及現代微電子加工技術製備微米及納米級隧道結。系統研究不同氧空位含量、活性或惰性電極材料對氧化物阻變特性的影響，研究器件在外加電場作用下微結構與物理性質間的關在線上制，揭示氧化物阻性存儲器阻變特性的物理性基礎，闡明氧化物電致阻變效應的微觀機理，重點研究器件化過程中所涉及的材料結構、核心製備工藝與關鍵加工技術問題，以此推動該類材料體系的基礎性研究和器件化套用探索，為阻性存儲器件的實用化提供材料選擇、結構設計等的科學依據。

結題摘要

電致阻變存儲器具有製備簡單、擦寫速度快和存儲密度高的優點，具有很強的套用前景。但是，電阻轉變中材料自身結構和電阻轉變性能的關係還不十分明確，這嚴重阻礙了器件的實際套用。本項目主要研究不同電極材料和氧空位含量對雙鈣鈦礦氧化物薄膜阻變特性的影響。系統研究不同氧空位含量和電極材料對鈣鈦礦氧化物阻變特性的影響，研究器件在外加電場作用下微結構與物理性質間的關在線上制，揭示氧化物阻性存儲器阻變特性的物理性基礎，闡明氧化物電致阻變效應的微觀機理，為阻性存儲器件的實用化提供材料選擇、結構設計等的科學依據。 本項目圓滿完成了上述研究內容，主要開展了雙鈣鈦礦YFe0.5Cr0.5O3-d薄膜阻變存性質的研究，雙鈣鈦礦La2NiMnO6-d薄膜阻變特性的研究，超薄鈣鈦礦鐵電隧道結隧穿電阻效應的研究以及異質結界面狀態對光電輸運性質的影響等幾個方面的研究工作。系統研究了氧空位含量、電極材料對氧化物阻變特性的影響，研究了器件微結構與物理性質間的關在線上制，揭示了氧化物阻性存儲器阻變特性均來源於氧空位在外加電場作用下形成的導電細絲通道，這為阻性存儲器件的實用化提供研究基礎。我們的研究發現，氧化物非晶薄膜樣品具有製備簡單且阻變的器件穩定性高等優點，這一方面可以避免複雜的多種製備工藝，另一方面可以克服多層膜間的晶格匹配問題，有利於提高器件的穩定性能，是一種很有套用前景的阻性器件。