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利用隧道原子力显微镜研究光学照明对含金纳米颗粒的ZrO2(Y)薄膜电阻开关特性的影响
摘要： 通过隧道原子力显微镜研究了光学照明对嵌入单层金纳米粒子阵列（尺寸2-3纳米）的超?。ㄔ?纳米）ZrO2(Y)薄膜中电阻开关效应的影响。这些含金纳米粒子的ZrO2(Y)薄膜是通过分层磁控溅射法沉积在带有导电氧化铟锡底层的玻璃基板上制备而成，随后在450°C下退火处理。显微镜探针与样品接触的循环电流-电压曲线显示，ZrO2(Y)薄膜中的双极电阻开关效应导致滞后现象增强。当通过透明基板用半导体激光器在等离子体共振波长下照射时，发现该效应在致密的金纳米粒子阵列（约660纳米间距）中表现明显。该现象归因于在等离子体共振条件下，显微镜探针与氧化铟锡基板之间的强电场中，金纳米粒子发生光辅助场发射，将电子发射至ZrO2(Y)的导带。
关键词： 等离子体共振、电阻开关、氧化钇稳定氧化锆、金属纳米粒子、原子力显微镜
更新于2025-11-19 16:56:35
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工程化氧迁移以实现三端器件中的均匀体积电阻切换
摘要： 阻变效应在应对纳米电子学和神经形态学近期挑战方面具有显著优势。从材料角度看，强关联金属钙钛矿氧化物的优异特性（尤其是呈现金属-绝缘体转变的材料）可被用于开发基于体积阻变（VRS）现象的新一代器件，这种机制超越了传统丝状和界面理论。本研究通过氧分压实验确定了氧交换过程的作用及速率限制步骤，完整阐述了混合价态混合导体金属La1?xSrxMnO3?y钙钛矿中控制VRS存储效应这一稳健新物理机制。研究表明，引入CeO2?x覆盖层可智能调控氧迁移，并进一步利用该层验证VRS现象——通过操作非易失性、体积型概念验证型栅控三端导电桥器件实现验证。
关键词： 强关联体系、氧交换、纳米电子学、电阻开关
更新于2025-11-14 17:03:37
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在银电极与CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>PbI<sub>3</sub>电解质层之间插入纳米级AgInSbTe层以实现增强的多级存储
摘要： 混合有机-无机钙钛矿CH3NH3PbI3（MAPbI3）作为阻变存储器的理想构建单元备受关注。然而，其可重复的开关均匀性和长期环境稳定性始终是实际应用中的关键问题。本研究通过在银电极与MAPbI3电解质层之间插入纳米级AgInSbTe（AIST）层（Ag/AIST/MAPbI3/FTO），显著提升了存储单元的开关均匀性和环境稳定性。AIST层分别通过抑制过量银离子注入和隔绝MAPbI3与空气接触，实现了上述性能提升。此外，复位过程中可控的三态开关特性赋予了存储单元多级存储能力，其机理被证实为对纳米级导电细丝从AIST层到MAPbI3层依次断裂的精准控制。该研究为开发高均匀性、环境稳定的MAPbI3基高密度存储系统提供了有效途径。
关键词： AgInSbTe、稳定性、CH3NH3PbI3、均匀性、电阻开关
更新于2025-09-23 15:23:52
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Pt/BaTiO<sub>3</sub>/LaNiO<sub>3</sub>铁电隧道结的电阻变化效应及其对BaTiO<sub>3</sub>厚度的依赖性
摘要： 近期，铁电隧道结（FTJs）因其下一代非易失性存储器中的巨大潜力备受关注。本研究报道了具有2.0、3.2和4.8纳米不同BaTiO3厚度的Pt/BaTiO3/LaNiO3隧道结中厚度依赖的隧穿电致电阻（TER）效应及相应输运行为的演变。在3.2纳米厚的Pt/BaTiO3/LaNiO3隧道结中观察到TER效应，由于极化反转对势垒高度的调控，实现了约170的开关电流比。当BaTiO3厚度增至4.8纳米时，势垒轮廓的铁电调制效应更为显著，主导输运机制从电子隧穿转变为热激活热电子注入。因此，随着BaTiO3势垒宽度和高度的增加，Fowler-Nordheim隧穿被抑制，关态电流显著降低，从而在4.8纳米厚的Pt/BaTiO3/LaNiO3 FTJ器件中实现了高达约12500的开关电流比。这些结果从势垒轮廓和输运机制双重角度深化了对TER效应的理解。
关键词： 脉冲激光沉积、铁电隧道结、铁电存储器、电阻开关
更新于2025-09-23 15:23:52
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电铸Al-Al?O?-Ag二极管价带态与缺陷导带的电子发射及紫外电致发光
摘要： 金属-绝缘体-金属（MIM）二极管的电铸过程是一种软介质击穿现象，会导致导电细丝穿过二极管形成。这是开发阻变存储器中可发生开关的导电态的关键步骤。研究了两组电铸铝-氧化铝-银二极管（非晶阳极氧化铝厚度介于20纳米至49纳米之间）的导通、电子发射到真空（EM）和电致发光（EL）特性。当出现表征铝-氧化铝-金属二极管电铸过程的电流突增时，EM和EL同时显现。电铸后电流-电压（I-V）特性中存在电压控制的微分负电阻。电子发射存在与施加电压VS相关的温度无关电压阈值VEM ? 4 V，并呈现指数增长。当VS超过第二个温度无关电压阈值UEM时，区域III会出现EM的二次指数增长——其中一组铝-氧化铝-银二极管的UEM约为6.6 V，另一组约为7.9 V。在4 V ? VS ? UEM的区域II内，EM基本保持恒定。采用两个带通滤波器对电铸铝-氧化铝-银二极管的EL进行表征：长通（LP）滤光片配合光电倍增管响应能量约1.8 eV至3.0 eV的光子；短通（SP）滤光片测量约3.0 eV至4.2 eV的紫外（UV）辐射。对应EM区域I，当VS超过温度无关电压阈值VLP ? 2.0 V和VSP ? 2.2 V时，EL呈现指数增长。在区域III，当VS超过温度无关电压阈值USP时，SP滤光片测量的UV出现二次指数增长——其中一组电铸铝-氧化铝-银二极管的USP ? 7.9 V，另一组≈8.8 V（USP > UEM）。两组均观测到来自非晶氧化铝价带态的EM。两组电铸铝-氧化铝-银二极管UEM与USP的差异，归因于非晶氧化铝中F0-或F+-中心基态形成的缺陷导带（氧空位）是否存在。在低电导态下观测到电铸铝-氧化铝-金属二极管的EM或EL呈指数增长，这与涉及导电细丝断裂的MIM二极管开关机制不符——因为若断裂影响二极管电流，理应同时切断EM和EL。
关键词： 电铸、电子发射、电致发光、缺陷导带、电阻开关、Al-Al2O3-Ag二极管
更新于2025-09-23 15:22:29
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SiO?/Cu导电桥阻变存储器堆栈中的氩等离子体调制光学复位
摘要： 我们使用导电原子力显微镜的研究表明，经氩等离子体处理氧化层后，SiO2/Cu堆叠结构的电阻切换电压降低了33%。此外，通常在电学软击穿后多个位置出现的负光电导（NPC）效应被抑制。该效应产生的原因是：由铜和氧空位共同构成的电学形成丝状导电通路，可能因空位与附近光激发间隙氧离子的复合而断裂。傅里叶变换红外光谱显示O-H峰增强，表明氩等离子体产生的表面缺陷可能吸附了水分子，这些水分子作为抗衡阴离子（OH?）加速铜离子向氧化层扩散，形成对光不敏感的更完整铜丝结构。该发现为通过简单表面处理步骤实现电学与光学双重电阻调控提供了可能。
关键词： 氩等离子体处理、负光电导、导电原子力显微镜、电阻开关、SiO2/Cu堆叠
更新于2025-09-23 15:21:01
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不同厚度Bi0.96Sr0.04Fe0.98Co0.02O3层的Bi0.96Sr0.04Fe0.98Co0.02O3/CoFe2O4薄膜的介电弛豫与电阻开关特性
摘要： 在FTO/玻璃基底上采用化学溶液沉积法（CSD）制备了不同BSFCO层厚度的Bi0.96Sr0.04Fe0.98Co0.02O3/CoFe2O4（BSFCO/CFO）双层薄膜。研究了BSFCO层厚度对薄膜微观结构、介电弛豫、铁电性能及电阻开关（RS）特性的影响。所制备薄膜存在应变并导致结构畸变，进而影响带电缺陷和铁电极化。观察到与BSFCO/CFO界面极化密切相关的介电弛豫现象，且随应变减小，介电损耗峰强度降低并向高频移动。采用Maxwell-Wagner双层模型研究介电弛豫机制，计算得出弛豫时间τ与应变成正比。研究发现通过控制BSFCO层厚度可改善包括低介电损耗在内的介电性能。铁电性能随应变减小而提升，其中12-BSFCO/CFO薄膜在660 kV/cm下获得较大Pr值~102.9 μC/cm2。观测到的电阻开关行为归因于界面传导机制，发现应变依赖的铁电极化翻转调控了界面耗尽层宽度和势垒高度，从而形成不同电阻态。
关键词： 介电弛豫、双层薄膜、BiFeO3、电阻开关、应变
更新于2025-09-23 15:21:01
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TiO<sub>2</sub>结晶度与氧组分对Pt/TiO<sub>2</sub>/Pt阻变单元形成特性的影响
摘要： "形成"是阻变器件(RS)在开关前经历的一个阶段，代表了这类器件通用工作机制中的重要物理现象。电阻变化材料中的"形成"过程类似于介质击穿。本研究对具有不同结晶度和氧组分的TiO2层Pt/TiO2/Pt阻变单元进行了时间依赖性形成(TDF)特性表征。我们制备了两个晶界密度和氧空位密度不同但TiO2层晶体结构相似的样品。结果表明：威布尔斜率和形成时间的变化由Pt底电极(BE)薄膜的沉积方法决定；此外，初始单元电阻和TDF特性分布不仅取决于TiO2层的结晶度，还与其氧组分相关。在具有不同NiO结晶度的Pt/NiO/Pt阻变单元中，随着初始电阻分布减小，形成时间的变化增大；而在Pt/TiO2/Pt单元中则呈现相反趋势。这些结果反映了阻变单元所用电阻变化材料的晶界密度(结晶度)和氧空位密度(氧组分)差异，其明显的结晶度和氧组分差异可能源于反应溅射过程中氧化物沉积模式的区别。
关键词： 氧含量、二氧化钛、成形、电阻开关、结晶度
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用CdSe/CdS核壳量子点作为电极修饰层的非易失性阻变存储器件
摘要： 忆阻器在性能的各个领域都展现出巨大优势，在下一代主流存储设备中具有巨大潜力。然而，其电阻切换电压的随机分布一直是应用中的问题之一。本工作提出了一种非易失性阻变存储器件，该器件采用组装为电极修饰层的CdSe/CdS核壳量子点（QDs），器件结构为Pt/CdSe-CdS QDs/TaOx/Ta。该器件具有多种优异的电阻切换特性，如更低且更一致的置位/复位阈值电压以及更好的耐久性，这被认为是基于CdSe/CdS核壳QDs的电极修饰层的效果。提出了一个具有不均匀QDs/Pt电极界面的模型来解释不同的电阻切换行为，这可能有助于现有基于金属氧化物和量子点的忆阻器研究的发展。
关键词： 迁移、氧空位、肖特基界面、CdSe/CdS核壳量子点、电阻开关
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于组装二硒化钼纳米球阵列的优异电阻开关存储性能
摘要： 基于氧化物的阻变器件具有优异特性，使其成为替代当前晶体管计算机存储器的非易失性存储器有力候选者，未来甚至有望应用于神经形态计算。本研究首次通过水热法合成了直径约2.0微米的MoSe2纳米球，并进一步以自组装MoSe2纳米球阵列作为功能层制备了阻变器件。该器件展现出优异的阻变存储特性，具有稳定的电阻比和高耐久性。此外，我们从金属离子在外电场作用下于纳米球表面迁移形成导电细丝（CF）的生成-断裂机制角度阐释了阻变行为机理。这些特性为忆阻器制备提供了新思路——通过组装纳米结构阵列可提升阻变存储性能。
关键词： 导电细丝、二硒化钼纳米球、存储器件、电子材料、电阻开关
更新于2025-09-16 10:30:52