氧化镍薄膜用于阻变存储器研究进展
过渡金属氧化物薄膜阻变存储材料研究
２ ０ １ ３年 １ １月
ＮＯ Ｖ ．２ ０１ ３
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｓ ＯＵＴ Ｈ Ｃ ＨＩ ＮＡ ＮＯＲＭＡＬ Ｕ ＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
第４ ５卷 第 ６期
Ｖｏ １ ． ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ５ Ｎｏ． ６
（ Ｎ Ａ Ｔ Ｕ Ｒ ＡＬ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ｅ Ｄ Ｉ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ）
储 器优 缺点 ¨ 如 表 １所 示 ， Ｒ Ｒ Ａ Ｍ 的特 征 尺 寸 是 目 前 所有 存储 器 中最小 的 ， 操 作 速度也 是最 快 的 ， 而器
存储 器 （ Ｆ Ｒ Ａ Ｍ） 和阻 变存储 器 （ Ｒ Ｒ Ａ Ｍ） ．．
Ｐ Ｒ Ａ Ｍ 利用 材 料在 晶态 和非 晶 态之 间 的相 互 转
是金 属 一绝 缘 层 一金 属 （ ＭＩ Ｍ） （ 图１ Ａ） ， 其 结 构 简单 ， 也 有使用 多 层异 质作 为 阻变层 的 ， 但 工 艺均 采
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ３—１ ２
基金项 目：国家 自然科学基金项 目（ ５ １ ０ ７ ２ ０ ６ １ ， ５ １ ０ ３ １ ０ ０ ４， ５ １ ２ ７ ２ ０ ７ ８ ） ； 教 育部长 江学者创新 团队项 目（ Ｉ Ｒ Ｔ １ ２ ４ ３ ） 通 讯作者 ： 高兴森 ， 教授 ， Ｅ ｍａ ｉ ｌ ： ｘ ｉ ｎ ｇ ｓ ｅ ｎ ｇ ａ ｏ ＠ｓ ｅ ｎ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ ．
注： Ｆ 指半导体工艺的特征尺寸， 通常指集成电路中半导体器件的最小尺度， 目 前半导体的４ ５ ｎ ｍ工艺中， １ Ｆ ＝ ４ ５ ｎ ｍ
与Ｐ Ｒ Ａ Ｍ、 ＭＲ ＡＭ 和 Ｆ Ｒ Ａ Ｍ 等 非挥 发 性 存 储 器 相比， Ｒ Ｒ Ａ Ｍ具 有 如下 优势 ： Ｒ Ｒ Ａ Ｍ 的常见 结构 单 元
新型氧化物薄膜电致阻变存储材料及器件研究
新型氧化物薄膜电致阻变存储材料及器件研究
新型氧化物薄膜电致阻变存储材料及器件是近年来研究的热点，具有在高速、大容量、低能耗等方面具有优异的优势。
其主要研究内容包括氧化物薄膜材料的制备、物理性质的表征，以及电致阻变器件的设计、制备和测试等方面。
其中，对于氧化物薄膜材料的制备，主要采用物理气相沉积、化学气相沉积、溶液法等方法，通过调节制备条件和材料组分，可以实现对薄膜结构和性能的控制。
同时，需要对薄膜进行物理性质的表征，如晶体结构、形貌、物理性质等方面的测试，以便对材料的性能和应用进行深入研究。
对于电致阻变器件的设计和制备，主要包括电极材料的选择、器件结构的设计、制备工艺的优化等方面。
电致阻变器件的测试包括电阻变化规律、快速读写、长时间可靠性等方面的评估。
未来的研究方向包括进一步提高材料的性能，如电阻突变率、阻变比等指标的提高，以及器件的集成、多功能化等方面的研究，以实现在信息存储、人工智能、医疗诊断等领域的应用。
氧化镍基电阻存储薄膜的电学性能研究
氧化镍基电阻存储薄膜的电学性能研究石芬【摘要】We used nickelous acetate (Ni(CH3COO)2·4H2O) and ethylene glycol monomethyl ether (CH3 OCH2 CH2 OH) as starting materials while benzytone ( BzAcH) as a chemical modifier,thus photosensitive gel films were prepared by the dip-coating technique with chemical modification. After heat treatment,electrical property of thin films with different heat treatment temperature were measured,measurement results indicated the films with dif-ferent heat treatment temperature exhibited resistive switching characteristic. With the increase of the film heat treatment temperature,reset voltage of films varied,but the high-resistance to low-resistance ratio was hardly affected and order of magnitude of Ron/Rof can all reach 103. When the heat treatment temperature was 300℃,thin film ex-hibited optimal resistive switching performance.%以醋酸镍为原料,乙二醇甲醚为溶剂,苯酰丙酮为化学修饰剂,采用溶胶-凝胶法与化学修饰法相结合的方法制备感光性氧化镍基溶胶及凝胶膜,凝胶膜进行热处理后,进行电学性能测试,结果表明在不同热处理温度下的薄膜都具有明显的电阻开关特性,且随着热处理温度的升高,薄膜的复位电压有变化,但对开关比没有明显的影响,其开关比(Rof /Ron)的数量级都为103。
氧化镍溶胶-凝胶薄膜阻变特性研究
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟氧化镍溶胶-凝胶薄膜阻变特性研究用溶胶- 凝胶法在随着集成电路存储技术的快速发展，兼具非挥发性和高速度的新型存储器显得越来越重要。
其中，基于阻态转换的阻变存储器由于功耗低、存储密度大以及与传统CMOS 工艺兼容性好等优势而广泛应用。
阻变特性是1962 年Hickmott 等研究Al/Al2O3/Al 结构时首次发现的，随后在ZrO2，NiO，TiO2，CuO，VO2 等材料中也观察到电阻开关现象，其中NiO 薄膜由于电阻率高、开关可重复性好以及阻值窗口大等优点而成为众多阻变材料中的研究热点。
如Park 等通过磁控溅射法制备了NiO 薄膜，发现器件电极不同其开关极性也不同；文献磁控溅射制备了NiO 薄膜，发现导电细丝形成电压及断裂与场强有关;Hwang 等磁控溅射沉积了n-TiO/ p-NiO 薄膜，其开关比高达106;Lee 等反应离子溅射沉积了NiO 薄膜，发现开关阈值电压随氧分压增加而减小；文献用电化学沉积法制备了NiO 薄膜，发现Li 掺杂可以提高开关稳定性，而对开关比及阈值电压影响不大。
溶胶凝胶法工艺简单，Giri 等用提拉法制备了NiO 薄膜，20 K 下其开关比在达107；包定华等用溶胶旋涂法制备了NiO/ MgxZn1- xO 薄膜，发现p-n 异质结结构可极大提高薄膜开关比( 106) 。
研究发现小剂量Cu 掺杂可提高ZnO 薄膜的导电性，但对NiO 薄膜特性的影响尚未研究，特别是溶胶浓度、低温退火等对NiO 薄膜阻变特性的影响未见报道。
本文利用溶胶凝胶旋涂技术制备了NiO 薄膜,研究了溶胶浓度、薄膜层数、退火条件及Cu 掺杂对其电阻开关特性的影响，并对其导电机制与开关机理进行了分析讨论。
本文研究了溶胶浓度、薄膜层数、退火条件及Cu 掺杂等因素对溶胶-凝。
基于HfNx∶Zn薄膜的负微分阻变存储器
第６期
２０１９年６月
ＰＨＹＳＩ物ＣＳ Ｅ理ＸＰ ＥＲ实ＩＭ Ｅ验ＮＴＡＴＩＯＮ
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．，２０１９
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文 章 编 号 ：１００５４６４２（２０１９）０６００１６０７
关 键 词 ：阻 变 存 储 器 ；氮 化 铪 薄 膜 ；氮 空 位 缺 陷 ；负 微 分 电 阻 中 图 分 类 号 ：Ｏ４７１ 文 献 标 识 码 ：Ａ ＤＯＩ：１０．１９６５５／ｊ．ｃｎｋｉ．１００５４６４２．２０１９．０６．００３
随着大数据 时 代 的 来 临，信 息 存 储 量 呈 现 爆 发式增长，对信 息 存 储 器 件 的 存 储 密 度 以 及 擦 写 速度等性 能 提 出 了 更 高 要 求［１２］．对 目 前 通 用 的 Ｆｌａｓｈ存储器 而 言，其 器 件 可 靠 性 将 会 随 着 尺 寸 进一步缩小 而 变 差［３］．因 此，近 年 来 涌 现 出 多 种 新型的非易失性存储技术用 于取代 Ｆｌａｓｈ 型存储 器 ，包 括 铁 电 存 储 器 、磁 存 储 器 、相 变 存 储 器 、阻 变 存储器等［２，４７］．其 中，阻 变 式 存 储 器 因 具 有 存 储 密 度 高 、擦 写 速 度 快 以 及 低 功 耗 等 优 势 ，有 潜 力 成 为新一代 存 储 器［１２］．多 家 国 际 著 名 电 子 公 司 都 在 此 领 域 开 展 了 研 发 工 作 ，如 三 星 、惠 普 、东 芝 、索
收 稿 日 期 ：２０１９０１３０；修 改 日 期 ：２０１９０３０１ 作者简介：王中强（１９８４－），男，吉林长春人，东北师 范 大 学 物 理 学 院 副 教 授，博 士，研 究 方 向 为 阻 变 式
氧化镍基电阻存储薄膜的电学性能研究
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｗｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｎ ｉ ｃ ｋ ｅ ｌ ｏ ｕ ｓ ａ ｃ ｅ ｔ ａ ｔ ｅ（ Ｎ ｉ （ Ｃ Ｈ３ Ｃ Ｏ Ｏ） ２ ・ ４ Ｈ２ ０）ａ ｎ ｄ ｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ｇ ｌ ｙ ｃ ｏ ｌ ｍｏ ｎ ｏ ｍ ｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ（ Ｃ Ｈ ３ Ｏ Ｃ Ｈ２ Ｃ Ｈ２ Ｏ Ｈ）ａ ｓ ｓ ｔ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍ ａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｓ ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ ｂ ｅ ｎ ｚ ｙ ｔ ｏ ｎ ｅ（ Ｂ ｚ Ａ ｃ Ｈ）ａ ｓ ａ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ Ｍ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｕ ｓ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｇ ｅ ｌ ｉ ｆ ｌ ｍ ｓ
２ ０ １ ６年第 ４ ５卷 第 ６期
合 成材 料 老化 与应用
６ ９
氧 化 镍 基 电阻存 储 薄 膜 的 电学 性 能研 究
石 芬 （ 西安航 空职 业技 术 学院 ， 陕西西安 ７ １ ０ ０ ８ ９ ）
摘要 ：以醋酸 镍为 原料 ， 乙二醇 甲醚 为溶剂 ， 苯 酰丙 酮 为化 学修 饰 剂 ， 采用 溶 胶 一凝 胶 法 与化 学 修饰 ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｅ ｘ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ． Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉｌ ｆ ｍ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎｔ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ， ｒ ｅ ｓ ｅ ｔ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｉ ｆ ｌ ｍｓ ｖ ａ ｉｅ ｒ ｄ， ｂ ｕｔ ｔ ｈｅ ｈｉ ｇ ｈ － ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｌ ｏ ｗ— ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｗａ ｓ ｈａ ｒ ｄ ｌ ｙ ａ ｆ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｏ ｆ ｍａ ｇ ｎ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ ｏ ｆ Ｒ。 ／ Ｒ。 ｆ ｆ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｌ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ １ ０ ．Ｗ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｈｅ ａ ｔ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗａ ｓ ３ ０ ０￣ Ｃ， ｔ ｈ ｉ ｎ ｉｌ ｆ ｍ ｅ ｘ －
《Al与TiO2-ZnO薄膜界面行为对阻变机理影响的研究》范文
《Al与TiO2-ZnO薄膜界面行为对阻变机理影响的研究》篇一Al与TiO2-ZnO薄膜界面行为对阻变机理影响的研究摘要：本文以Al与TiO2/ZnO薄膜界面行为为研究对象，通过实验与理论分析相结合的方式，深入探讨了界面行为对阻变机理的影响。
本文首先介绍了研究背景与意义，然后详细描述了实验方法与过程，最后对实验结果进行了分析讨论，并得出了结论。
一、研究背景与意义随着信息技术的发展，阻变存储器因其高速度、低功耗、高集成度等优点，在存储领域具有广泛的应用前景。
而阻变存储器的性能与材料间的界面行为密切相关。
Al与TiO2/ZnO薄膜组成的阻变存储器因具有较好的阻变性能而备受关注。
因此，研究Al 与TiO2/ZnO薄膜界面行为对阻变机理的影响，对于提高阻变存储器的性能具有重要意义。
二、实验方法与过程1. 材料制备本实验采用溶胶凝胶法制备了TiO2/ZnO薄膜，并利用磁控溅射法在薄膜上制备了Al电极。
2. 界面行为研究通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段，观察了Al与TiO2/ZnO薄膜的界面结构，并分析了界面处的元素分布及化学键合情况。
3. 阻变性能测试采用电流-电压测试法，对Al/TiO2/ZnO薄膜的阻变性能进行了测试。
通过循环扫描，观察了阻变现象的稳定性及可重复性。
三、实验结果与分析1. 界面结构与元素分布X射线衍射结果表明，Al与TiO2/ZnO薄膜之间形成了良好的界面结构。
扫描电子显微镜观察发现，界面处元素分布均匀，无明显的元素富集或贫化现象。
这表明Al与TiO2/ZnO薄膜之间的相互作用较为稳定。
2. 阻变机理分析根据电流-电压测试结果，我们发现Al/TiO2/ZnO薄膜具有明显的阻变现象。
在正向电压下，薄膜的电阻值逐渐降低；在反向电压下，电阻值逐渐升高。
这表明在界面处发生了电荷传输过程。
通过分析界面处的化学键合情况，我们认为阻变机理主要与氧空位及金属离子在界面处的迁移有关。
在正向电压下，氧空位及金属离子向界面处迁移，导致电阻降低；在反向电压下，氧空位及金属离子向相反方向迁移，导致电阻升高。
氧化镍基电阻存储薄膜的电学性能研究
氧化镍基电阻存储薄膜的电学性能研究
氧化镍基电阻存储薄膜是一种重要的非挥发性存储器材料，由于具有较高的电位障、良好的电阻性能、长寿命以及可控的多态性等优点，被广泛应用于集成电路和信息存储领域。
其电学性能主要包括电阻值、电隙、电子能级等多个方面，下面就它们进行简单介绍：
1. 电阻值：电阻存储器需要在高阻（1）和低阻（0）之间进行转换，因此电阻值是氧化镍基电阻存储薄膜电学性能中最为重要的指标。
研究表明，在合适的工艺和掺杂条件下，氧化镍薄膜具有很好的电阻性能，并可实现高阻、低阻状态的切换。
2. 电隙：电隙是指氧化镍基电阻存储薄膜导带和禁带能级之间的能量差，它直接影响到薄膜的导电性能和电阻值。
为了利用氧化镍薄膜进行电阻存储器的制造，需要控制其导带能级的厚度，以达到所需的电阻值和电隙。
3. 电子能级：电子能级是指氧化镍基电阻存储薄膜中电子能量的分布状况。
它的分布状态决定了电子穿越氧化镍基电阻存储薄膜时的受阻过程，在电阻状态切换中扮演着重要的角色。
总之，氧化镍基电阻存储薄膜的电学性能是影响电阻存储器性能的关键因素之一。
通过控制电阻值、电隙和电子能级等多个因素，可提高氧化镍基电阻存储薄膜的性能，从而实现更加高效、可靠的电阻存储器设计和制造。
ZnO基薄膜及其阻变式存储器的研制的开题报告
ZnO基薄膜及其阻变式存储器的研制的开题报告一、研究背景及意义随着微电子技术的不断发展，存储器件的性能和可靠性需求不断提高，研制新型存储器件成为当前研究的热点之一。
阻变式存储器(ReRAM)是一类新兴的非挥发性存储器件，具有优异的性能特点，诸如低功耗、快速读/写速度、高密度、长寿命等，被认为是继替传统闪存存储器器件的后继者。
氧化锌（ZnO）因为具有广泛的光电、磁电、压电特性，具有良好的生物相容性和化学稳定性，在微电子学、传感器、光电器件等领域具有广泛的应用前景。
ZnO薄膜由于其优异的物理、化学特性，成为研究阻变式存储器的理想材料。
在已有的研究中，ZnO基阻变式存储器的性能得到了进一步提升，但是其研究仍然具有重要的意义。
二、研究内容和方法本研究将以ZnO薄膜为研究对象，采用射频磁控溅射技术制备ZnO 薄膜。
通过改变制备条件如反应器气氛、溅射能量等，优化制备工艺和薄膜结构，实现ZnO薄膜的优异性能以及与电极的优良质接触。
同时，构建ZnO基阻变式存储器器件的结构，制备并进行器件测试。
通过改变阻变层材料和机构设计，提高器件的存储性能和读写速度。
三、预期结果研究预计通过制备优质的ZnO薄膜和合理的器件结构，实现ZnO基阻变式存储器的设计、制备和优化，提高器件的性能和可靠性。
同时，预期能够对存储器件领域的发展做出一定的贡献。
四、研究意义和应用价值本研究的主要意义在于研究ZnO基阻变式存储器的器件性能和实用性，探究新型存储器件的发展方向，对推动存储器件领域技术的进步和发展有着重要的意义。
同时，预期的成果在信息存储和处理、智能电子设备、物联网等领域具有广泛的应用价值，对提高电子信息产业的发展水平，推进经济社会的发展有重要作用。
中山大学-杨眉-氧化物基阻变器件的研究进展_1_
氧化物基阻变器件的研究进展
杨眉，中山大学理工学院光电材料与技术国家重点实验室 510275
如今，我们的计算机中使用着多种存储器，如内存，硬盘和闪存等。
内存无法在断电的情况下保持数据；硬盘使用带微磁头的机动装置进行读写; 闪存则速度慢且可重复读写次数较少。
而且随着技术的进步，传统半导体器件的尺寸越来越小。
预计在不远的将来，极小的电子器件尺寸将使得基于电荷束缚原理的传统半导体存储器件失效。
于是人们一直在寻找一种新的通用存储技术。
这种存储技术不但要集非挥发性、高读写速度、优异的抗疲劳特性和低功耗于一身，而且被寄望超越传统存储器件的集成极限。
近年被广泛报道的氧化物基阻变器件（金属/氧化物/金属结构）已成为新一代通用存储器的候选者之一。
本文简单介绍了这类器件的材料和机理，工艺和芯片，以及读写操作，并对其在其他模拟和数字电路领域的应用做了简单介绍。
基于氧化镍薄膜的双极电阻开关存储器及设备制作方法与相关技术
图片简介:一种基于氧化镍薄膜的双极电阻开关存储器及制备方法。
一种基于氧化镍薄膜的双极电阻开关存储器，包括Pt/TiOx/SiO2/Si衬底，其由上至下次序为Pt、TiOx、SiO2和Si，衬底上面设置有NiO薄膜，NiO薄膜上面设置有Au电极。
制备方法为：首先清洗衬底，再将NiO靶材采用磁控溅射方法，沉积得到NiO薄膜，再于500700℃进行后退火处理，最后采用热蒸镀方法得到Au电极作为顶电极。
本技术首次采用NiO陶瓷靶材磁控溅射制备双极电阻开关存储器，该电阻开关结构简单、制备方便、低成本，具有较大的开关比，可广泛应用于电子器件，尤其是电阻开关存储。
技术要求1.一种基于氧化镍薄膜的双极电阻开关存储器，包括衬底、阻变介质层及电极；其特征在于，所述衬底(1)为Pt/TiOx/SiO2/Si衬底，其由上至下次序为Pt、TiOx、SiO2和Si，衬底(1)上面设置有NiO阻变介质层即NiO薄膜(2)，NiO薄膜(2)上面设置有Au电极(3)。
2.权利要求1的一种基于氧化镍薄膜的双极电阻开关存储器的制备方法，具有如下步骤：(1)清洗衬底将Pt/TiOx/SiO2/Si衬底放入有机溶剂中超声清洗，用去离子水冲洗后在氮气流中进行干燥；(2)制备NiO薄膜，即NiO阻变介质层(a)采用固态反应法制备NiO靶材，靶材烧结温度为1100～1300℃；(b)将步骤(1)干燥后的衬底放入磁控溅射样品台上，将NiO靶材装置在相应的射频溅射靶上，再将磁控溅射系统的本底真空抽至5.0×10-5Torr；(c)以高纯Ar和O2作为溅射气体，O2：Ar为1:5～1:14，溅射气压为12mTorr，溅射功率为100W～250W，进行溅射沉积得到NiO薄膜；(d)将步骤(c)得到的NiO薄膜置于管式炉中退火，得到结晶良好的NiO薄膜；(3)制备Au电极将步骤(2)(d)退火后的NiO薄膜放置于热蒸镀样品台上，将无包覆Au线放置于相应蒸发舟中，再将热蒸镀设备的本底真空抽至9.0mTorr，开启蒸发舟开关加热Au线，得到Au电极薄膜，即Au电极，亦称顶电极，制得基于氧化镍薄膜的双极电阻开关存储器。
过渡金属氧化物薄膜阻变存储材料研究
过渡金属氧化物薄膜阻变存储材料研究高兴森;张飞;林远彬;芦增星【摘要】With the rapid developing of semiconductor industry and the increasing inegration level of electronic de -vices , the characteristicl dimention of the microelectronic devices become smaller and samller , the tranditional non-volatile memories based on strorages will reach their physical and teachnological limit .As a kind of new immerging memories, resistive random access memory ( RRAM) attracts intensive interests owing to its advantages such as simple structure , compatible with conventional CMOS process , high writing and reading speeds , low writing current etc.This paper gives a brief overview on transition metal oxides thin film based RRAM , including the basic working principles , performance criterions , material issues , resistive switching mechanism , as well as challenges on the way to real applications .%随着半导体技术和集成电路的进步，器件的集成度不断提高，器件的特征尺寸不断减小，基于电荷存储的传统非易失性随机存储器面临着物理和技术上极限的挑战。
氧化镍薄膜实验报告单
氧化镍薄膜实验报告单
实验目的：
本实验旨在制备氧化镍薄膜，并研究其表面形貌和光学性质。
实验原理：
氧化镍（NiO）是一种重要的过渡金属氧化物，具有广泛的应用前景。
其薄膜可以通过不同方法制备，如化学溶液法、物理气相沉积法等。
本实验采用溶胶-凝胶法制备氧化镍薄膜。
实验步骤：
1. 准备氧化镍溶液。
将适量氧化镍前驱物溶解在适量有机溶剂中，并充分搅拌均匀，得到溶液。
2. 涂布氧化镍溶液。
将基底材料放置于自旋涂布仪中，设置合适的转速和涂布次数，在基底上均匀涂布氧化镍溶液。
3. 热处理薄膜。
将涂布好的基底材料放入烘箱中进行热处理，使溶液中的有机溶剂挥发，形成氧化镍薄膜。
4. 表征氧化镍薄膜。
对制备好的氧化镍薄膜进行表面形貌和光学性质的表征，如扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等。
实验结果：
通过SEM观察，制备得到的氧化镍薄膜表面均匀且光滑，无明显的粗糙度。
XRD结果显示薄膜为立方晶相的氧化镍，与标准样品谱图一致。
讨论与分析：
制备成功的氧化镍薄膜具有良好的表面形貌和结晶性质。
这种
薄膜在光电子装置、储能材料等领域具有广泛应用前景。
结论：
本实验成功制备了氧化镍薄膜，并对其进行了表面形貌和结晶性质的研究。
实验结果表明制备得到的薄膜具有良好的表面形貌和结晶性质，适用于光电子装置、储能材料等领域应用。
氧化镍薄膜及其制备方法,功能材料,薄膜结构的制作方法及电致发光器件
氧化镍薄膜是一种具有特殊功能的材料，广泛应用于能源、电子器件、催化剂等领域。
下面将介绍氧化镍薄膜的制备方法以及功能材料中的应用。
1. 氧化镍薄膜的制备方法：-物理气相沉积（Physical Vapor Deposition, PVD）：通过热蒸发或溅射等方法，在基底上沉积氧化镍薄膜。
-化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）：通过在反应室中加热具有氧化镍前体的化合物，使其分解并在基底上形成氧化镍薄膜。
-溶液法：通过将氧化镍前体溶解于适当的溶剂中，然后在基底上进行旋涂、喷涂等方法进行沉积。
-磁控溅射（Magnetron Sputtering）：利用高能粒子轰击靶材，在基底上形成氧化镍薄膜。
2. 功能材料中的氧化镍薄膜应用：-电子器件：氧化镍薄膜可以用作场发射显示器中的阳极材料，具有优异的电子导电性能和稳定性。
-电化学储能：氧化镍薄膜可用于超级电容器和锂离子电池的正极材料，用于储存和释放电能。
-催化剂：氧化镍薄膜可以用作水分解反应中的催化剂，促进水的分解生成氢气。
薄膜结构的制作方法及电致发光器件：3. 薄膜结构的制作方法：-激光沉积：利用激光束照射基底上的材料，使其熔化并形成薄膜结构。
-热蒸发法：通过加热蒸发源，使材料蒸发并在基底上形成薄膜结构。
-光刻技术：利用光刻胶、掩模等工艺，对薄膜进行局部曝光和刻蚀，形成特定的结构。
-离子束刻蚀：利用离子束轰击材料表面，实现对薄膜结构的精确加工和刻蚀。
4. 电致发光器件：-电致发光器件（Electroluminescent Device）利用电场激发材料中的电子和空穴复合释放能量，产生可见光。
薄膜结构在电致发光器件中起到关键作用。
-通过在薄膜结构中引入适当的荧光材料、导电材料和介质层，可以实现电致发光器件的复杂结构和特定发光效果。
需要注意的是，具体的制备方法和应用可能因研究领域、设备和工艺要求而有所不同。
以上提及的方法和应用仅作为参考，具体操作应根据实际需求和实验条件进行选择和优化。
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人们 相继发现很多材料具 有 Ｅ Ｐ Ｉ Ｒ效应 。本 文 主要 介绍 了制备工艺 、 掺杂 、 不同电极以及 测试 电流对 Ｎ ｉ Ｏ薄膜结 构和性能特别是电阻切变性能的影响以及相关理论研究
新进展 。
备 中可能存在 Ｌ ｉ缓 冲层 的影响
在早期钙钛矿结构锰 氧化物 Ｒ ｅ Ａ Ｍｎ Ｏ 材料体 系 电阻切变 的研究 中 ， 关于 电阻切 变究竟 是一种 界面 效应
周歧 刚
摘 要 ：电脉 冲诱发材料 电阻可逆变化 （ Ｅ Ｐ Ｉ Ｒ） 效应 ， 即对薄膜施加电脉冲可 以在室温下观察到体系电阻的可逆变 化。利用 Ｅ Ｐ Ｉ Ｒ效应可以制造新 型的基于电阻变化的非挥发性存储器来代替制作工艺已经接近物理极 限的闪存技 术 。本文介绍 了应用于 电阻式 内存材料的技术挑战 、 关键 问题 以及具有 Ｅ Ｐ Ｉ Ｒ效 应的氧化镍 （ Ｎ ｉ Ｏ ） 薄膜用于 阻变
存储器研究进展 。 。
关键词 ： Ｅ Ｐ Ｉ Ｒ效应 ；电阻切换 ；电阻式 内存 中图分类 号 ： ０ ４ ８ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： ２ ０ ９ ５ － ５ ３ ９ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６ — ０ １ ３ ０ － ０ ２
在 当今 琳 琅 满 目的 非 易 失 性 存 储 器 （ Ｎ ｏ ｎ ｖ ｏ ｌ ａ ｔ ｉ ｌ ｅ
的接触都是 欧姆 的 ， 而Ｔ ｉ 和Ａ ｌ 与 薄膜之 间 的接触 是非 欧姆的 ， 不 同金属 与薄膜接触形成 的势垒高度 不一样 ， 这 样， 如果电阻切变是一种界 面效应 ， 通过不 同顶 电极与薄
膜之 间形成不 同的界 面 ， 则这种 金属／ 薄 膜／ 金属结 构 可 能表现 出不 同的切变性 能。实验结果表 明不 论是欧姆 接 触还是非欧姆接触 ， 这 种三 明治结 构都表 现 出电阻切 变 性能 。所 以 ， 界面 可 能不 是 电 阻切 变 的关 键 因素 。Ｙ ｉ ｌ — Ｈ ｗ ａ ｎ Ｙ ｏ ｕ 等利用 阻抗 分 析手段 确定 电阻切 变 更加 可能 是一 种体效 应 ， 而不 是非欧 姆接触 的界 面效应 。尽管 如 此， 电极对薄膜 电阻切 变表 观 阈值 电压 却 是有 影 响 的。
２ 掺 杂的影 响
流 。但该技术的继续 发展 已经接 近其物 理极 限 ， 人们 一 直在尝试开发各种新 的存储技术 。材料 的双稳态 电阻现
象及其切变 的发现最早可 以追溯到 ２ Ｏ世 纪 ６ Ｏ年代。但 直到最近几年 ， 由于应用于非易失性 电阻式 内存 的需 要 ，
薄膜 化后 的双稳态 电阻材料 才又被掀 起 了研 究 的狂潮 。
选 择这些不 同材料作为 电极是 因为 Ａ ｕ和 Ｐ ｔ 与薄膜 之 间
氧分 压直 流磁 控反 应溅 射在 Ｐ ｔ ／ Ｔ ｉ ／ Ｓ ｉ Ｏ ／ Ｓ ｉ 衬底 上制 备 Ｎ ｉ Ｏ薄膜 。发现氧 分压 较低 时 ， Ｎ ｉ Ｏ晶格 中存 在 金属 态
Ｎ ｉ “ 缺陷” （ ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｃ ｎ ｉ ｃ ｋ ｅ ｌ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ） ， 即Ｎ ｉ 过量而 Ｏ不足 ；
Ｍ ｅ ｍ ｏ ｒ ｙ Ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ， Ｎ ＭＤ ） 产 品中 ， 闪存盘 由于拥有可重复写 入的特性 ， 在很 多领域代 替了只读存储器 ， 成 为 目前 的主
切变 阈值 电压也更加稳定 （ 稳定 的切 变 电压 对薄 膜的实 际应用非常重要 ， 当切变电压发生 波动 时 ， 在作 为存储器 使用时 ， 容易发生写入错误） 。作者认 为这 可能是 测试 电 流的焦耳热极易使金属态 Ｎ ｉ 原子 与周 围氧发生反 应 ， 从 而使导电的纳米金 属丝 受到破 坏 ， 而纳 米金属 丝周 围存 在Ｌ ｊ 时， Ｌ ｉ 更容易跟 氧结合 ， 阻止 氧与金属 态 Ｎ ｊ 原子之 间发生反应 ， 这也 给我们 提供 了一种改 进薄 膜 电阻波动 以及使电阻切变操作 电压更加稳定 的思路 。但 在薄膜制
第３ Ｏ卷 第 ６期
２ ０ １ ５年 １ ２月
有 色金 属 文 摘
Ｎｏ ｎ ｆ ｅ ｒ ｒ ｏ ｕｓ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｓ Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
Ｖ０ ｌ ＿ ３ Ｏ Ｎ ｏ ６
Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２ ０１ ５
氧 化 镍 薄 膜 用 于 阻 变 存 储 器 研 究 进 展
氧分压较高时 ， 薄膜 中存在 Ｎ ｉ 空位 （ ｎ ｉ ｃ ｋ ｅ ｌ ｖ ａ ｃ ａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｓ ） ， 即 Ｎ ｉ 不足 Ｏ过量 。电性 能测试 表 明 ， 金属 态 Ｎ ｉ 缺 陷的存 在有利于薄膜表现出具有记 忆效应 的双稳 态电阻切变现
象（ ｂ ｉ － ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｍ ｅ ｍ ｏ ｒ ｙ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ） 。
薄膜结构 和性能有很大影响 。 Ｓ ． Ｓ ｅ ｏ ， Ｍ． Ｊ ． Ｌ ｅ ｅ 等用不同
点 。为了考察薄膜 与电极 之间 的界 面是否 是薄 膜 Ｅ Ｐ Ｉ Ｒ 效应 的决定 因素 ， Ｓ ． Ｓ ｅ ｏ ， ａ —Ｍ ． Ｊ ． ｅｅ Ｌ 等研究 了不 同材料
顶 电极 Ａ ｕ 、 Ｐ ｔ 、 Ｔ ｉ 、 Ａ ｌ 对 Ｎ ｉ Ｏ薄膜 电阻切 变特性 的影 响 。
１ 制 备工 艺 中不 同 氧分 压 气 氛对 薄 膜 结 构 和 性 还是一种体效应 问题 ， 一直存在争论 。同样 ， 在Ｎ ｉ Ｏ的电 能的影 响 阻切变的研 究 中 ， Ｅ Ｐ Ｉ Ｒ效 应 的起 源也 是 人们 研 究 的重
薄膜 的制备方法 主要有物理方法和化学 方法 。 目前 报道的文献 中大多采 用了磁控 反应溅 射方 法 ， 在 这种方 法 中， 溅射腔体 中不 同气氛特 别是 氧分压 对氧化 物薄膜