研究目的
研究多晶碲化锌薄膜的奥弗辛斯基阈值开关特性,以用作交叉点存储阵列中的选择器件。
研究成果
多晶ZnTe薄膜展现出优异的OTS特性,具有高选择性、快速开关速度、高达400°C的热稳定性以及超过10^9次循环的耐久性,使其有望作为选择器件应用于高密度交叉点存储阵列。这些薄膜中的深陷阱密度与无定形OTS合金相当,有助于实现开关行为。
研究不足
ZnTe薄膜中缺陷的确切性质仍不明确,需要进一步研究。该研究仅限于多晶ZnTe,可能无法推广到其他材料或结构。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用射频磁控溅射法制备ZnTe薄膜,通过表征其物理和电学特性评估OTS行为,并运用空间电荷限制传导模型等理论解释开关机制。
2:样本选择与数据来源:
使用ZnTe化合物单靶在图案化钨基底上沉积薄膜,对沉积后及不同温度退火处理的样品进行分析。
3:实验设备与材料清单:
设备包括射频磁控溅射系统、X射线光电子能谱仪(XPS,K-alpha,Thermo VG)、卢瑟福背散射仪(RBS,美国国家静电公司5SDH-4)、紫外-可见分光光度计(JASCO公司V-650)、透射电子显微镜(TEM,JEOL JEM-F200)、光致发光光谱仪(PL,LabRAM ARAMIS)、X射线衍射仪(XRD,理学Ultima IV)及Agilent B1500A分析仪;材料为高纯氩气和ZnTe靶材。
4:4)、紫外-可见分光光度计(JASCO公司V-650)、透射电子显微镜(TEM,JEOL JEM-F200)、光致发光光谱仪(PL,LabRAM ARAMIS)、X射线衍射仪(XRD,理学Ultima IV)及Agilent B1500A分析仪;材料为高纯氩气和ZnTe靶材。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:在10^-7托本底压强、10^-3托工艺压强及300K基底温度下沉积薄膜,通过XPS和RBS分析化学成分,采用紫外-可见光谱测量光学带隙,XRD和掠入射XRD测定结晶度,双探针接触法进行I-V电学特性测试。退火处理分别在200、300和400°C下进行30分钟,通过交流脉冲测试评估开关速度与耐久性。
5:300和400°C下进行30分钟,通过交流脉冲测试评估开关速度与耐久性。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用Tauc图估算带隙,SCLC模型分析传导机制,并通过统计分析评估器件性能差异。
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X-ray photoelectron spectroscopy
K-alpha
Thermo VG
Determination of chemical compositions
-
UV-visible spectroscopy
V-650
JASCO Corporation
Measurement of transmittance and optical band gaps
-
Transmittance electron microscopy
JEM-F200
JEOL
Confirmation of film thickness
-
X-ray diffraction
Ultima IV
Rigaku
Investigation of crystallinity
-
Device analyzer
B1500A
Agilent
Measurement of electrical properties
-
RF magnetron sputtering system
Deposition of ZnTe thin films
-
Rutherford back scattering
5SDH-4
National Electrostatics Corporation
Non-destructive analysis of chemical composition ratio
-
Photoluminescence
LabRAM ARAMIS
Measurement of PL spectra
-
Waveform generator fast measurement unit
WGFMU
AC endurance testing
-
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