【摘要】：相變存儲(chǔ)器(PCRAM)作為最具潛力的新型存儲(chǔ)器之一,近來受到了越來越多人的關(guān)注。隨著摩爾定律的不斷推進(jìn),PCRAM的存儲(chǔ)密度也在不斷提升,其特征尺寸已達(dá)到22nm以下。作為PCRAM的功能材料,相變材料到達(dá)納米尺度后會(huì)表現(xiàn)出與塊體材料截然不同的結(jié)構(gòu)及特性,因此研究相變材料的納米尺寸效應(yīng)是實(shí)現(xiàn)高密度PCRAM的基礎(chǔ)和必由之路。但目前,上述研究仍受限于傳統(tǒng)的光刻工藝,因此對于相變材料的新型制備手段和結(jié)構(gòu)的研究極具價(jià)值和挑戰(zhàn)。電化學(xué)沉積法是一種穩(wěn)定可靠的材料制備方法,通過對沉積參數(shù)的調(diào)整可實(shí)現(xiàn)對材料生長的精準(zhǔn)調(diào)控,并制備出具有良好晶體取向的材料。本文研究了含鍺硫系化合物的電化學(xué)制備方法,重點(diǎn)關(guān)注碲化鍺薄膜和納米線的制備,并對其進(jìn)行了表征測試和相關(guān)結(jié)構(gòu)分析,取得的主要成果如下:(1)針對目前含鍺硫系化合物電化學(xué)沉積的難點(diǎn),提出了減少還原電位差和抑制析氫反應(yīng)的解決方法。根據(jù)上述思路,在ITO導(dǎo)電玻璃上首先進(jìn)行了碲化鍺薄膜的電化學(xué)沉積實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中,以氨三乙酸為絡(luò)合劑以減少還原電位差,在電解液的配置中通過調(diào)節(jié)溶液pH值并采用恒電流沉積法以控制反應(yīng)速率以抑制析氫反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)鍺和碲的共沉積。以絡(luò)合劑濃度和電流密度為調(diào)節(jié)變量,沉積了多組碲化鍺薄膜樣品。通過對薄膜形貌—組分—結(jié)構(gòu)的對比分析,發(fā)現(xiàn)絡(luò)合劑濃度為0.05mol/L,電流密度為2mA/cm~2為最佳的碲化鍺沉積參數(shù)。(2)以多孔氧化鋁為模板,利用電化學(xué)沉積法進(jìn)一步制備出碲化鍺納米線。通過對碲化鍺納米線微觀結(jié)構(gòu)的表征和分析,發(fā)現(xiàn)此納米線為面心立方結(jié)構(gòu),直徑為50納米,長度為幾百納米到幾十微米不等。通過對碲化鍺納米線選區(qū)電子衍射結(jié)果的標(biāo)定,發(fā)現(xiàn)其具有較大的晶面間距,并用第一性原理計(jì)算分析了溫度對碲化鍺微觀結(jié)構(gòu)的影響。這種結(jié)構(gòu)調(diào)控能力將為在相變納米線中實(shí)現(xiàn)超低功耗、非熔融相變存儲(chǔ)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文了適應(yīng)市場對存儲(chǔ)器容量，讀寫速度，擦寫次數(shù)及保持能力等多方面目前已有鐵電存儲(chǔ)器（FRAM）、相變存儲(chǔ)器（PCRAM）、磁存儲(chǔ)器（M存儲(chǔ)器（RRAM）等新型非易失性存儲(chǔ)器被提出，本文便是在相變存行的研究。變存儲(chǔ)器變存儲(chǔ)器是一種新型非易失性存儲(chǔ)器，，具有高密度、低功耗和成本低等是最有可能取代動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和閃存等當(dāng)前主流產(chǎn)品而成為未來品的新型存儲(chǔ)器之一。相變材料作為相變存儲(chǔ)器的功能材料，其在晶間快速的相變則是相變存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)存取功能的基礎(chǔ)。相變存儲(chǔ)器的具圖1.1所示。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文1.3 相變材料相變存儲(chǔ)器的發(fā)展離不開對相變材料的研究，而相變材料以硫系化合物為主，它通常至少包含一個(gè) VI 族元素（硫族，比如 S、Se、Te），一般與 IV 族元素（如As、Sb）和 V 族元素（如 Ge、Sn）相結(jié)合。大部分的相變材都含有元素 Te，一般與 Ge 和 Sb 結(jié)合。目前 Ge-Sb-Te 系列合金是目前最成熟的相變材料體系，而Ge2Sb2Te5則是目前綜合性能最優(yōu)異，應(yīng)用最廣泛的相變存儲(chǔ)材料。圖 1.2 列舉了Ge-Sb-Te 系列材料發(fā)展歷程和在存儲(chǔ)領(lǐng)域上的應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP333

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王博;黃劍鋒;夏�？�;;電化學(xué)沉積法制備薄膜、涂層材料研究進(jìn)展[J];陶瓷;2010年01期

2 張曉艷;王明華;翟玉春;;無電化學(xué)沉積法合成銅納米線[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年09期

3 張萬強(qiáng);李圓圓;陳全入;吉曉龍;;電化學(xué)沉積法制備超雙疏銅表面[J];許昌學(xué)院學(xué)報(bào);2017年02期

4 王雅瓊，許文林，孫彥平;電化學(xué)沉積法處理含銅廢水[J];水處理技術(shù);1995年06期

5 陳勁松;;電化學(xué)沉積法制備鎳枝晶[J];人工晶體學(xué)報(bào);2013年06期

6 江源勝;林東洋;王小祥;;電化學(xué)沉積法制備和表征鋅摻雜羥基磷灰石涂層[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2011年05期

7 徐小川;王春芬;姚琴;陳立東;馮楚德;;二次電化學(xué)沉積法制備聚苯胺-碲化鉍復(fù)合納米棒[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);2006年06期

8 丁堯;武光明;殷天蘭;姚天宇;;電化學(xué)沉積法制備一維氧化鋅的研究[J];北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào);2014年03期

9 高t

本文編號：2619190