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W / TiO2/ ITO 薄膜的阻变性能及其机理研究
  • ISSN号:1000-985X
  • 期刊名称:《人工晶体学报》
  • 时间:0
  • 分类:O484[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]福州大学材料科学与工程学院,福州350108
  • 相关基金:国家自然科学基金(51171046);国家大学生创新创业训练计划项目(201310386017)
中文摘要:

采用磁控溅射方法沉积TiO2薄膜及电极层,制备W/TiO2/ITO薄膜阻变存储器单元。利用原子力显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪对薄膜进行表征,测试结果表明:TiO2薄膜表面平整、致密;组织结构以非晶为主,仅有少量的金红石相TiO2(110)面结晶;钛氧比为1:1.92,其内部存在少量的氧空位。在电学测试中,元件呈现出了稳定的双极阻变现象,KSet分布在0.92V左右,VResent分布在-0.82V左右;元件窗口值稳定,数据保持特性良好。通过对元件I-V曲线线性拟合结果的分析,我们认为元件的阻变机理由导电细丝机制主导。进一步的分析发现,该导电细丝是由钨原子构成,钨原子在电场作用下发生氧化还原反应并在TiO2薄膜层中迁移,造成了导电细丝的形成和断裂。

英文摘要:

W/TiO2/ITO thin film resistive random access memory, including TiO2 film and electrode layers was prepared by magnetron sputtering method. The film was characterized by atomic force microscopy, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy. The testing results show that the surface morphology of deposited TiO2 thin film is smooth and dense ; the structure of the film is mainly amorphous phase with a small amount of crystallized rutile (110) planes ; the ratio of titanium and oxygen is 1 : 1.92 and few oxygen vacancies exist inside the film. The device displays a stable bipolar resistive switching behavior in electrical testing with Vse, around 0.92 V and VR around - 0.82 V. The stable memory window and fine retention performance are also found in electrical testing. By analyzing the linear fitting for I-V curve, it is believed that the resistive switching is governed by conducting filament. Further study showed that the conducting filament is formed by Tungsten atoms, i. e. , the redox reaction and the migration of Tungsten atoms in TiO2 film under a bias cause the formation and rupture of conducting filaments.

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期刊信息
  • 《人工晶体学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国建材工业协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会 晶体生长与材料专业委员会 中材人工晶体研究院
  • 主编:余明清
  • 地址:北京市733信箱
  • 邮编:100018
  • 邮箱:
  • 电话:010-65492963 65492968 65493320
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-985X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2637/O7
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1997年获国家科技优秀期刊,获部级优秀科技期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9943