發(fā)布時(shí)間：2023-04-25 03:59

　　鐵電阻變存儲(chǔ)是下一代非易失存儲(chǔ)器中的重要組成,由于其高存儲(chǔ)密度,極快的讀寫(xiě)速度以及非破壞性讀出的優(yōu)勢(shì),吸引了眾多研究者關(guān)注。一般來(lái)說(shuō),鐵電阻變存儲(chǔ)單元是由上下兩層金屬性電極與中間的鐵電薄膜組成三明治結(jié)構(gòu)。鐵電二極管就是其中一類,它利用鐵電層的自發(fā)極化調(diào)控界面處的肖特基勢(shì)壘和器件的輸運(yùn)特性。自1994年Blom等人首次發(fā)現(xiàn)界面處肖特基誘導(dǎo)的阻變現(xiàn)象以來(lái),鐵電二極管已經(jīng)取得了巨大發(fā)展。然而鐵電二極管較小的開(kāi)關(guān)比一直制約其發(fā)展,提高阻變開(kāi)關(guān)比成為眾多研究者努力的方向。針對(duì)上述問(wèn)題,我們采用摻雜的方式改變鐵電材料缺陷分布與界面處勢(shì)壘形貌,調(diào)控了鐵電二極管的阻變性能。主要研究?jī)?nèi)容分為以下三部分:(1)BaTiO₃鐵電二極管制備及優(yōu)化。我們采用脈沖激光技術(shù)制備金屬氧化物底電極及鐵電薄膜,并探索高質(zhì)量薄膜的生長(zhǎng)參數(shù)及微結(jié)構(gòu)優(yōu)化過(guò)程,通過(guò)X射線衍射及原子力顯微鏡測(cè)試薄膜外延質(zhì)量,利用X射線反射確定外延薄膜厚度。(2)BaTiO₃鐵電二極管阻變特征表征。通過(guò)控制沉積鐵電薄膜過(guò)程中的激光脈沖數(shù),制備出不同鐵電層厚度的鐵電二極管,測(cè)試其阻變性能,分析不同厚度下輸運(yùn)...

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 鐵電材料
        1.1.1 鐵電體
        1.1.2 鈦酸鋇(BaTiO₃)
    1.2 新型存儲(chǔ)器
    1.3 鐵電阻變存儲(chǔ)
        1.3.1 鐵電存儲(chǔ)器
        1.3.2 鐵電阻變存儲(chǔ)器
    1.4 鐵電二極管研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文研究目的、意義及章節(jié)安排
第二章 樣品制備技術(shù)及測(cè)試方法
    2.1 薄膜制備方法
        2.1.1 脈沖激光沉積技術(shù)
        2.1.2 磁控濺射技術(shù)
    2.2 樣品表征方法
        2.2.1 X射線衍射技術(shù)
        2.2.2 X射線反射技術(shù)
        2.2.3 原子力顯微鏡
    2.3 性能測(cè)試方法
        2.3.1 阻變測(cè)試
        2.3.2 鐵電性能
第三章 氧化物薄膜制備及優(yōu)化
    3.1 襯底處理
    3.2 靶材制備
    3.3 SrRuO₃薄膜生長(zhǎng)條件優(yōu)化
        3.3.1 氧分壓對(duì)SrRuO₃薄膜質(zhì)量影響
        3.3.2 襯底溫度對(duì)SrRuO₃薄膜質(zhì)量影響
        3.3.3 激光能量密度對(duì)SrRuO₃薄膜質(zhì)量影響
        3.3.4 激光頻率對(duì)SrRuO₃薄膜質(zhì)量影響
        3.3.5 SrRuO₃薄膜厚度測(cè)定及物相表征
    3.4 BaTiO₃/SrRuO₃/SrTiO₃異質(zhì)結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)條件優(yōu)化
        3.4.1 BaTiO₃/SrTiO₃異質(zhì)結(jié)構(gòu)制備
        3.4.2 BaTiO₃/SrRuO₃/SrTiO₃生長(zhǎng)氧分壓及溫度優(yōu)化
        3.4.3 BaTiO₃生長(zhǎng)激光頻率影響
        3.4.4 BaTiO₃薄膜厚度測(cè)定
    3.5 頂電極的生長(zhǎng)
第四章 BaTiO₃鐵電二極管阻變性能探索
    4.1 不同厚度BaTiO₃鐵電二極管的阻變特性
        4.1.1 底電極測(cè)試
        4.1.2 初態(tài)測(cè)試
        4.1.3 J-V回滯曲線
    4.2 不同厚度BaTiO₃鐵電二極管阻變機(jī)制探索
        4.2.1 初態(tài)分析
        4.2.2 J-V曲線分析
第五章 離子摻雜對(duì)BaTiO₃鐵電二極管的性能優(yōu)化
    5.1 摻雜BaTiO₃鐵電二極管的制備
    5.2 鐵電性能研究
    5.3 阻變特性測(cè)試
    5.4 阻變機(jī)制探索
        5.4.1 頂電極面積對(duì)開(kāi)關(guān)態(tài)電阻的影響
        5.4.2 J-V曲線擬合和能帶結(jié)構(gòu)分析
        5.4.3 低溫阻變特性
    5.5 器件翻轉(zhuǎn)特性
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間研究成果
致謝



本文編號(hào)：3800659