阻变存储器研究进展
阻变存储器电学特性的研究
阻变存储器电学特性的研究阻变存储器（ReRAM）是一种新型的非挥发性存储器技术，具有高密度、快速操作和低功耗等优点，被广泛认为是下一代存储器的主要候选技术之一、其工作原理是通过改变材料中的电阻来实现信息的存储和读取。
随着对阻变存储器技术的深入研究，其电学特性逐渐得到了揭示和理解。
阻变存储器的电学特性主要包括电阻窗、可重复程度、读取能力和耐久性等。
电阻窗是指在状态切换过程中材料电阻发生改变的范围。
在现有的阻变材料中，电阻窗通常在几十到几百倍之间。
电阻窗大小对于阻变存储器的稳定性和读取能力至关重要。
可重复程度是指材料在多次状态切换后恢复初始状态的程度。
阻变存储器的可重复程度需要尽可能高，以确保可持续的数据存储和读取性能。
当材料的可重复程度较低时，可能出现数据丢失或错误读取的情况。
读取能力是指阻变存储器在读取操作时的电流响应速度。
由于阻变存储器的工作机制涉及到电阻的状态改变，在不同的电阻状态下，电阻器的电流响应速度可能存在差异。
因此，优化阻变存储器的读取能力是提高存储器性能的重要因素之一另外，阻变存储器的电学特性还与材料的制备方法、结构设计和器件工艺等因素密切相关。
因此，对于阻变存储器的电学特性研究不仅需要从材料层面进行探索，还需要与器件层面的设计和优化相结合。
目前，针对阻变存储器电学特性的研究主要集中在材料选择和制备、器件结构设计和优化、读取电路设计、稳定性和寿命等方面。
这些研究的目标是提高阻变存储器的性能，并推动其在实际应用中的商业化。
综上所述，阻变存储器的电学特性研究是推动其发展和应用的关键之一、通过深入研究阻变存储器的电学特性，可以为其性能优化和工艺改进提供基础理论和实验依据，进一步推动阻变存储器技术的发展。
阻变随机存储器(RRAM)综述(自己整理)
目录引言 (1)1 RRAM技术回顾 (1)2 RRAM工作机制及原理探究 (4)2.1 RRAM基本结构 (4)2.2 RRAM器件参数 (6)2.3 RRAM的阻变行为分类 (7)2.4 阻变机制分类 (9)2.4.1电化学金属化记忆效应 (11)2.4.2价态变化记忆效应 (15)2.4.3热化学记忆效应 (19)2.4.4静电/电子记忆效应 (23)2.4.5相变存储记忆效应 (24)2.4.6磁阻记忆效应 (26)2.4.7铁电隧穿效应 (28)2.5 RRAM与忆阻器 (30)3 RRAM研究现状与前景展望 (33)参考文献 (36)阻变随机存储器（RRAM）引言：阻变随机存储器（RRAM）是一种基于阻值变化来记录存储数据信息的非易失性存储器（NVM）器件。
近年来，NVM器件由于其高密度、高速度和低功耗的特点，在存储器的发展当中占据着越来越重要的地位。
硅基flash存储器作为传统的NVM器件，已被广泛投入到可移动存储器的应用当中。
但是，工作寿命、读写速度的不足，写操作中的高电压及尺寸无法继续缩小等瓶颈已经从多方面限制了flash存储器的进一步发展。
作为替代，多种新兴器件作为下一代NVM器件得到了业界广泛的关注[1、2]，这其中包括铁电随机存储器（FeRAM）[3]、磁性随机存储器（MRAM）[4]、相变随机存储器（PRAM）[5]等。
然而，FeRAM及MRAM 在尺寸进一步缩小方面都存在着困难。
在这样的情况下，RRAM器件因其具有相当可观的微缩化前景，在近些年已引起了广泛的研发热潮。
本文将着眼于RRAM 的发展历史、工作原理、研究现状及应用前景入手，对RRAM进行广泛而概括性地介绍。
1 RRAM技术回顾虽然RRAM于近几年成为存储器技术研究的热点，但事实上对阻变现象的研究工作在很久之前便已开展起来。
1962年，T. W. Hickmott通过研究Al/SiO/Au、Al/Al2O3/Au、Ta/Ta2O5/Au、Zr/ZrO2/Au以及Ti/TiO2/Au等结构的电流电压特性曲线，首次展示了这种基于金属-介质层-金属(MIM)三明治结构在偏压变化时发生的阻变现象[6]。
基于I_V特性的阻变存储器的阻变机制研究
纳米器件与技术Nanoelect ronic Device&Technology基于I2V特性的阻变存储器的阻变机制研究李颖弢1,2,刘 明1,龙世兵1,刘 琦1,3,张 森1,王 艳1,2,左青云1,王 琴1,胡 媛1,刘 肃2(1.中国科学院微电子研究所纳米加工与新器件集成技术实验室,北京 100029;2.兰州大学物理科学与技术学院微电子研究所,兰州 730000;3.安徽大学电子科学与技术学院,合肥 230039)摘要:随着器件尺寸的缩小,阻变存储器(RRAM)具有取代现有主流Flash存储器成为下一代新型存储器的潜力。
但对RRAM器件电阻转变机制的研究在认识上依然存在很大的分歧,直接制约了RRAM的研发与应用。
通过介绍阻变存储器的基本工作原理、不同的阻变机制以及基于阻变存储器所表现出的不同I2V特性,研究了器件的阻变特性;详细分析了阻变存储器的五种阻变物理机制,即导电细丝(filament)、空间电荷限制电流效应(SCL C)、缺陷能级的电荷俘获和释放、肖特基发射效应(Schott ky emission)以及普尔-法兰克效应(Pool2Frenkel);同时,对RRAM器件的研究发展趋势以及面临的挑战进行了展望。
关键词:阻变存储器;非挥发性存储器;I2V特性;阻变机制;工作原理中图分类号:TN304.21;TP333.8 文献标识码:A 文章编号:1671-4776(2009)03-0134-07R esistive Switching Mechanisms for Nonvolatile R esistive R andom Access Memory B ased on I2V CharacteristicLi Y ingtao1,2,Liu Ming1,Long Shibing1,Liu Qi1,3,Zhang Sen1,Wang Yan1,2,Zuo Qingyun1,Wang Qin1,Hu Yuan1,Liu Su2(1.L aboratory of N ano2Fabrication and N ovel Devices Integrated T echnology,Institute of Microelectronics,Chinese A cadem y of S ciences,B ei j ing100029,China;2.I nstitute of M icroelect ronics,S chool of PhysicalS cience and Technolog y,L anz hou Universit y,L anz hou730000,China;3.S chool of Elect ronic Science andTechnology,A nhui Universit y,Hef ei230039,China)Abstract:With the conventional memories approaching their scaling limits in recent years,the nonvola2 tile resistive random access memory(RRAM)device is considered as one of the promising candidates of next2generation memories for possibly replacing the flash memory.However,the detailed switching mechanisms are not yet clearly understood,which is a direct constraint for the application of RRAM.Therefore,an overview of RRAM devices is presented,including the development status,basic opera2 tion principle and resistive switching mechanisms.Based on different I2V characteristics,these mecha2 nisms are mainly divided into conduction filament,space charge limited conduction,trap charging and discharging,Schottky emission and Pool2Frenkel emission.Meanwhile,the future research directions and challenges of RRAM memories are analysed.收稿日期:2008-11-13基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2008AA031403);国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2006CB302706);国家自然科学基金资助项目(60825403,90607022,60506005)E2m ail:liuming@K ey w ords:RRAM;nonvolatile memory;I2V characteristics;resistance switching mechanisms; operation principleEEACC:2000;2520F0 引 言随着手机、MP3、MP4以及笔记本电脑等可携式个人设备的逐渐流行,非挥发性存储器在半导体行业中扮演着越来越重要的角色,其最大的优点是在无电源供应时所存储的数据仍能被长时间保持下来,目前市场上的非挥发性存储器仍以闪存(Flash)为主流。
三维垂直结构阻变存储器架构和电路关键问题研究中期报告
三维垂直结构阻变存储器架构和电路关键问题研究
中期报告
该研究旨在探索三维垂直结构阻变存储器的架构和电路关键问题。
本中期报告主要介绍了目前已经完成的工作和下一步的研究计划。
首先，我们介绍了阻变存储器的基本原理和现有研究中存在的问题。
阻变存储器是一种基于电阻器的非易失性存储器，其优点包括低功耗、
高密度、快速读写等。
然而，目前的单层阻变存储器仍面临着诸如可靠性、读写误差率等问题，因此需要提出新的解决方案。
接着，我们提出了一种新的三维垂直结构阻变存储器架构，该架构
利用垂直堆叠技术将多个单层阻变存储器堆叠在一起，以增加存储器的
密度和容量。
同时，我们也提出了一些解决单层阻变存储器中存在问题
的新思路，如使用多种阻变材料、采用多次写入来降低误差率等。
最后，我们详细介绍了下一步的研究计划。
我们将重点研究三维垂
直结构阻变存储器的电路设计和优化，包括读写电路、存储单元的选择
和布局等。
我们还将设计并验证三维垂直结构阻变存储器的实际性能，
以验证其可行性和优越性。
总之，该研究将为下一代高密度、高性能存储器的发展提供一个新
的思路和可行性解决方案。
2012-非易失性阻变存储器研究进展_赵鸿滨
第36卷第3期Vol．36No．3稀有金属CHINESE JOURNAL OF RARE METALS2012年5月May 2012收稿日期：2011－11－04；修订日期：2011－12－20基金项目：国家重点基金（50932001）和国家重大科技专项02专项（2009ZX02039-005）资助项目作者简介：赵鸿滨（1983－），男，河北保定人，博士研究生；研究方向：高k 介电材料*通讯联系人（E －mail ：tuhl@grinm．com ）非易失性阻变存储器研究进展赵鸿滨1，屠海令1，2*，杜军1，2（1．北京有色金属研究总院先进电子材料研究所，北京100088；2．北京有色金属研究总院半导体材料国家工程研究中心，北京100088）摘要：随着器件特征尺寸不断缩小，集成度不断提高，传统的基于电荷存储的非易失性FLASH 存储器将面临物理与技术的极限。
新型的阻变存储器具有高速读写、存储密度高、能耗低等优点引起了微电子产业界广泛关注。
介绍了阻变存储器的阻变行为，综述了目前研究的存储机制、性能及其改善方法、材料体系、器件结构，并展望了阻变存储器的应用前景。
关键词：非易失性存储器；电阻转变；阻变机制doi ：10．3969/j．issn．0258－7076．2012．03．029中图分类号：TN30文献标识码：A文章编号：0258－7076（2012）03－0491－10Recent Progress in Nonvolatile Resistive Switching MemoryZhao Hongbin 1，Tu Hailing 1，2*，Du Jun 1，2（1．Advanced Electronic Materials Institute ，General Research Institute for Nonferrous Metals ，Beijing 100088，Chi-na ；2．National Engineering Research Center for Semiconductor Materials ，General Research Institute for Nonferrous Metals ，Beijing 100088，China ）Abstract ：With the continuing scaling of feature size of devices and increasing of integration ，conventional charge-based random ac-cess nonvolatile flash memory was coming up against technical and physical limits in the near future．Resistive switching random access memory （RRAM ）widely attracted attention in semiconductor industry because of the advantages in high-speed ，high-density and less energy-consuming．This review presented an insight on the latest developments of RRAM．The resistive switching behavior ，resistive switching mechanisms ，various categories of RRAM materials ，memory structure ，the properties and the improving ways were included．The challenges facing the RRAM technology were summarized as it moved toward the beyond-22-nm generation of nonvolatile memories and the application prospects．Key words ：nonvolatile memory ；resistive switching ；switching mechanisms在半导体工业向22nm 技术节点或更小的方向推进的过程中，整个半导体存储行业面临着技术与基础材料等方面的机遇与挑战。
一种阻变存储器的机理的研究方法
一种阻变存储器的机理的研究方法研究一种阻变存储器的机理是一个重要而复杂的课题，下面列举了50条关于这一研究方法的内容，并对其展开详细描述：1. 理论模拟：采用材料物理学和电子结构理论方法，对阻变存储器中电荷传输和阻变机制进行理论模拟。
描述：通过理论模拟，可以深入理解阻变存储器中电子在材料内的运动方式，探究其内在的物理机理。
2. 结构表征：利用透射电子显微镜（TEM），扫描隧道电子显微镜（STEM）等技术，对阻变存储器的微观结构进行表征。
描述：通过结构表征，可以观察到材料表面和内部的微观结构特征，从而揭示阻变存储器的材料组成和结构特性。
3. 电学测试：采用电学测试技术，比如电流-电压（I-V）特性测试等，对阻变存储器的电学性能进行评估。
描述：通过电学测试，可以了解阻变存储器在不同工作条件下的电学特性，包括电阻状态的变化和稳定性等。
4. 温度依赖性研究：通过改变温度，对阻变存储器的电学性能进行研究，探究其在不同温度下的阻变机制。
描述：温度对材料的电学性能有很大影响，研究阻变存储器在不同温度下的表现可以揭示其电子运动机制和热稳定性。
5. 时间依赖性测试：对阻变存储器的时间依赖性进行测试，研究其稳定性和寿命特性。
描述：了解阻变存储器在长时间使用过程中的表现，可以评估其稳定性和寿命，为其应用提供可靠性支持。
6. 界面工程：通过界面工程技术，对阻变存储器的界面特性进行改良和优化。
描述：界面工程可以改变材料的晶粒结构和结晶度，从而调控阻变存储器的电学性能和稳定性。
7. 掺杂调控：通过掺杂不同元素或化合物，调控阻变存储器的材料特性和电学性能。
描述：掺杂可以改变材料的载流子浓度和自由载流子迁移率，从而影响阻变存储器的阻变机制和特性。
8. 材料合成：采用不同的材料合成方法（比如溶胶-凝胶法、物理气相沉积等），制备不同结构和组成的阻变存储器材料。
描述：材料的合成方法对其结晶度和晶粒尺寸等特性有很大影响，可以通过合成方法优化阻变存储器的性能。
阻变存储器及其集成技术研究进展
第39卷第4期2009年8月微电子学MicroelectronicsVo l 39,N o.4Aug.2009收稿日期:2008-11-19;定稿日期:2009-02-23基金项目:国家高技术研究发展(863)计划基金资助项目(2008A A031403);国家重点基础研究发展(973)计划基金资助项目(2006CB302706);国家自然科学基金资助项目(60825403,90607022,60506005)动态综述阻变存储器及其集成技术研究进展左青云,刘 明,龙世兵,王 琴,胡 媛,刘 琦,张 森,王 艳,李颖弢(中国科学院微电子研究所纳米加工与新器件集成技术实验室,北京100029)摘 要: 在各种新型非挥发性存储器中,阻变存储器(RRAM )具有成为下一代存储器的潜力。
介绍了RRAM 器件的基本结构,分类总结了常用的材料以及制备工艺,对RRAM 阵列的集成方案进行了比较,并讨论了目前存在的问题;最后,对RRAM 的研究趋势进行了展望。
关键词: 非挥发性存储器;阻变存储器;电阻转变中图分类号:T P333.5文献标识码:A文章编号:1004-3365(2009)04-0546-06Progress in Development of Resistive RAM and Its Integration TechnologyZU O Qingyun,LIU Ming,LON G Shibing ,WAN G Qin,H U Yuan,LIU Qi,ZH ANG Sen,WAN G Yan,LI Yingtao(K ey L aborator y of Nano -f abrication and N ov el Dev ice s I nte gra ted Tec hnology ,I nstitu te of M icr oelec tr onics,T he Chinese A cade my of Sc ienc es,Be ij ing 100029,P.R.China)Abstract: Resistive r andom access memor y (R RA M )is one of the most pr omising candidat es for nex t generationof no n -volatile memo ry.T he basic structur e of R RA M w as described.R esist ive sw itching materials and electrodes for R RA M wer e summar ized,and t heir fabrication technolog ies wer e reviewed.Different techniques fo r integ ration of RR AM ar ray w ere discussed and exist ing pr oblems wer e analyzed.A nd finally,the research trend o f RR AM w as discussed.Key words: No n -v olatile memo ry ;Resistiv e rando m access memor y (R RA M );Resistiv e sw itching EEACC : 1265D1 引言随着集成电路工艺32nm 技术节点的来临,传统的Flash 非挥发性存储器遇到了一系列的问题。
《三维垂直型阻变存储器的特性、机理及其集成技术研究》范文
《三维垂直型阻变存储器的特性、机理及其集成技术研究》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，存储器作为信息处理和存储的核心元件，其性能的优化和技术的创新成为了当前研究的热点。
其中，三维垂直型阻变存储器（3D Vertical Resistive Random Access Memory，简称3D-VRRAM）以其高密度、低功耗、快速读写等优点，受到了广泛关注。
本文将详细探讨三维垂直型阻变存储器的特性、工作机理以及其集成技术的研究。
二、三维垂直型阻变存储器的特性1. 高密度存储：三维垂直型阻变存储器采用垂直堆叠的存储单元结构，极大地提高了存储密度，满足了大数据时代对高存储密度的需求。
2. 低功耗：该存储器在读写过程中具有较低的功耗，有效降低了设备的发热问题，提高了设备的稳定性。
3. 快速读写：由于采用独特的阻变机制，三维垂直型阻变存储器具有极快的读写速度，满足了实时处理的需求。
4. 耐久性高：具有良好的耐久性，可以在多次读写后仍保持稳定的性能。
三、三维垂直型阻变存储器的工作机理三维垂直型阻变存储器的工作机理主要基于阻变效应。
在存储单元中，通过改变电极间的电压或电流，使材料发生阻值变化，从而实现数据的存储和读取。
具体来说，当对存储单元施加一定的电压或电流时，材料内部的离子会发生迁移，形成导电通道或断开导电通道，从而改变材料的电阻值。
这种阻值变化是可逆的，通过改变电压或电流的大小和方向，可以实现数据的写入、读取和擦除。
四、三维垂直型阻变存储器的集成技术研究1. 工艺技术：三维垂直型阻变存储器的制造工艺主要包括薄膜制备、图案化、堆叠等步骤。
通过优化工艺参数，可以提高存储器的性能和稳定性。
此外，还可以采用先进的微纳加工技术，实现高密度的垂直堆叠。
2. 电路设计：针对三维垂直型阻变存储器的电路设计，需要考虑到读写速度、功耗、稳定性等因素。
通过优化电路设计，可以实现高速、低功耗的读写操作。
此外，还需要考虑存储器的抗干扰能力和可靠性等问题。
不同维度钙钛矿阻变存储器的制备及性能研究
不同维度钙钛矿阻变存储器的制备及性能研究不同维度钙钛矿阻变存储器的制备及性能研究引言：随着信息时代的到来，对存储器的需求越来越迫切。
近年来，钙钛矿阻变存储器逐渐受到研究者们的重视，因其具有快速擦除和高密度存储的特性而备受关注。
本文将对不同维度的钙钛矿阻变存储器的制备方法和性能进行探究。
一、一维钙钛矿阻变存储器的制备及性能研究一维钙钛矿阻变存储器是利用一维纳米材料作为电极材料，并通过物理或化学方式使其形成离子或电子通道，以实现存储器的工作原理。
材料制备方面，研究人员通常采用溶液法、气相沉积法或者纳米线模板法等制备技术获得具有合适尺寸的纳米线。
在性能研究方面，通过对一维钙钛矿阻变存储器的电阻和存储特性进行测试，发现其具有较低的电阻转变阈值、高的存储速度和优异的耐久性。
二、二维钙钛矿阻变存储器的制备及性能研究二维钙钛矿阻变存储器是通过将钙钛矿材料制备成二维结构，并利用其较大的表面积和高迁移率的特性来实现存储器的功能。
研究者通常利用化学气相沉积、溶液法或机械剥离等方法来制备二维钙钛矿薄膜。
性能研究表明，二维钙钛矿阻变存储器具有低功耗、高速度和较长的数据保持时间等优点。
三、三维钙钛矿阻变存储器的制备及性能研究三维钙钛矿阻变存储器是通过将钙钛矿材料形成立体结构，并通过控制其形貌和晶格结构来实现存储器的性能优化。
常见的制备方法包括溶液法、热蒸发法和物理气相沉积法等。
研究发现，三维钙钛矿阻变存储器具有优异的电子传输特性、较低的电阻转变电压和高的电子迁移率。
然而，与一维和二维钙钛矿阻变存储器相比，三维钙钛矿存储器的制备和性能研究尚处于起步阶段，需要进一步的深入研究。
结论：本文总结了不同维度钙钛矿阻变存储器的制备方法和性能研究。
一维钙钛矿阻变存储器具有较低的电阻转变阈值、高的存储速度和优异的耐久性。
二维钙钛矿阻变存储器具有低功耗、高速度和较长的数据保持时间等优点。
三维钙钛矿阻变存储器具有优异的电子传输特性、较低的电阻转变电压和高的电子迁移率。
阻变存储器(RRAM)器件特性与模型研究
阻变存储器（RRAM）器件特性与模型研究阻变存储器（RRAM）器件特性与模型研究摘要：阻变存储器（Resistive Random-Access Memory，RRAM）是一种新型的非易失性存储器，具有较高的存储密度、快速的读写速度、低功耗等优势。
本文通过分析RRAM器件的特性和模型，探讨了其工作原理和性能参数对存储器性能的影响，并对其在未来存储器应用中的发展前景进行了展望。
1. 引言随着信息技术的发展，存储器的需求不断增加。
传统的存储器技术如闪存存储器在容量和速度上已经无法满足需求。
因此，研究人员开始关注新型的非易失性存储器，其中阻变存储器是一种备受关注的技术。
2. RRAM器件特性2.1 工作原理RRAM器件是基于电阻变化现象的存储器，通过在金属-绝缘体-金属（MIM）结构中施加电场来调整绝缘体的阻值。
当电场施加在绝缘体上时，它会发生极化现象，导致电荷在绝缘体内部的运动，从而改变了器件的电阻值。
通过调整施加的电场和极化方向，可以实现RRAM器件的写入和读出操作。
2.2 特性RRAM器件具有以下几个特性：(1) 高存储密度：由于RRAM器件的工作原理，可以在同一单元面积内存储大量的信息，因此具有很高的存储密度。
(2) 快速的读写速度：RRAM器件的读写速度较快，可以达到纳秒级别，远远快于传统的存储器技术。
(3) 低功耗：RRAM器件在写入和读出操作时的功耗相对较低，这使得它成为一种节能的存储器技术。
(4) 长寿命：RRAM器件的使用寿命较长，可以进行数百万次的写入和擦除操作。
3. RRAM器件模型为了更好地理解和研究RRAM器件的特性，研究人员提出了多种不同的模型来描述其行为。
其中，非易失性存储器模型（Non-volatile Memory Model，NVM）和Memristor模型是两种常用的模型。
3.1 NVM模型NVM模型是一种经典的模型，它用电阻值的变化来描述RRAM 器件的状态。
根据NVM模型，当施加电场时，RRAM器件的电阻值会发生变化，并保持在新的状态。
CuxSiyO阻变存储器尺寸微缩、均匀性和操作极性的研究中期报告
CuxSiyO阻变存储器尺寸微缩、均匀性和操作极性
的研究中期报告
CuxSiyO阻变存储器是一种新型的非易失性存储器，具有高密度、
低功耗、快速响应等优点，因此受到了广泛的关注。
然而，该存储器还
面临着尺寸微缩、均匀性和操作极性等方面的挑战，这些问题会直接影
响其性能和稳定性。
针对这些问题，我们开展了一系列研究，取得了一些初步进展。
具
体来说，我们主要进行了以下工作：
1.尺寸微缩：在实验室条件下，我们成功制备了尺寸在10nm以下
的CuxSiyO薄膜，并通过研究其电导率和电阻变化等相关性质，初步确
定了其微缩后的性能表现。
目前正在进一步探索薄膜微缩过程中不同的
物理机制和影响因素。
2.均匀性：我们发现，在CuxSiyO薄膜中掺入适量的ZrO2可以有效提高其均匀性，降低了因材料不均匀性造成的存储误差和可靠性问题。
进一步研究也发现，在薄膜制备过程中的温度、氧分压等条件对薄膜均
匀性也有较大影响。
3.操作极性：我们利用不同的工艺参数和器件结构，成功实现了CuxSiyO存储器的双极和单极操作。
通过研究实验和模拟分析，我们发现单极操作提供了更好的可靠性和稳定性，但相比之下需要更高的操作电
压和功耗。
综上所述，我们的研究初步解决了CuxSiyO阻变存储器中尺寸微缩、均匀性和操作极性的关键问题，为其进一步应用和推广提供了有力的支
持和保障。
阻变随机存储器(RRAM)综述(自己整理)汇总.
目录引言 (1)1 RRAM技术回顾 (1)2 RRAM工作机制及原理探究 (4)2.1 RRAM基本结构 (4)2.2 RRAM器件参数 (6)2.3 RRAM的阻变行为分类 (7)2.4 阻变机制分类 (9)2.4.1电化学金属化记忆效应 (11)2.4.2价态变化记忆效应 (15)2.4.3热化学记忆效应 (19)2.4.4静电/电子记忆效应 (23)2.4.5相变存储记忆效应 (24)2.4.6磁阻记忆效应 (26)2.4.7铁电隧穿效应 (28)2.5 RRAM与忆阻器 (30)3 RRAM研究现状与前景展望 (33)参考文献 (36)阻变随机存储器（RRAM）引言：阻变随机存储器（RRAM）是一种基于阻值变化来记录存储数据信息的非易失性存储器（NVM）器件。
近年来，NVM器件由于其高密度、高速度和低功耗的特点，在存储器的发展当中占据着越来越重要的地位。
硅基flash存储器作为传统的NVM器件，已被广泛投入到可移动存储器的应用当中。
但是，工作寿命、读写速度的不足，写操作中的高电压及尺寸无法继续缩小等瓶颈已经从多方面限制了flash存储器的进一步发展。
作为替代，多种新兴器件作为下一代NVM器件得到了业界广泛的关注[1、2]，这其中包括铁电随机存储器（FeRAM）[3]、磁性随机存储器（MRAM）[4]、相变随机存储器（PRAM）[5]等。
然而，FeRAM及MRAM 在尺寸进一步缩小方面都存在着困难。
在这样的情况下，RRAM器件因其具有相当可观的微缩化前景，在近些年已引起了广泛的研发热潮。
本文将着眼于RRAM 的发展历史、工作原理、研究现状及应用前景入手，对RRAM进行广泛而概括性地介绍。
1 RRAM技术回顾虽然RRAM于近几年成为存储器技术研究的热点，但事实上对阻变现象的研究工作在很久之前便已开展起来。
1962年，T. W. Hickmott通过研究Al/SiO/Au、Al/Al2O3/Au、Ta/Ta2O5/Au、Zr/ZrO2/Au以及Ti/TiO2/Au等结构的电流电压特性曲线，首次展示了这种基于金属-介质层-金属(MIM)三明治结构在偏压变化时发生的阻变现象[6]。
高密度铁电阻变存储器研究获重大进展
Ｃ ２ 晶体 结 构 的解 析 ， 纠 正 了 多 年来 很 多功 能研 究 中 Ｐ９
一
直 广 泛应 用 的…’ 预 测 Ｃ ２ 型 。 个 Ｐ ９模 Ｃ ２ 这 一 重 要 光 合 膜 蛋 白三 维 结 构 的测 定 ， 为从 原 子 Ｐ９
技 术 创新 。（ 技 网 ） 科
ｌ 核心 复合 物 的外 周 有 一 个 复 杂 而 高 效 的 捕光 天 线 系 统 ， Ｉ 它 由位 于 最 外周 的主 要 捕 光 复 合物 ＬＣ Ｉ 位 于 Ｌ Ｃ Ｉ 反 Ｈ Ｉ和 ＨＩ 与 应 中心 之 间 的次 要 捕 光 复 合 物 Ｃ ２ 、Ｐ ６ Ｃ ２ 共 同构 成 。 Ｐ９Ｃ２ 和 Ｐ４ Ｃ ２ 是最 大 的 蛋 白 ，它 不 仅 捕 获 太 阳 能 并 将 能 量 高 效传 递 Ｐ９ 到 反 应 中心 ， 在 Ｌ Ｃ Ｉ与 反 应 中心 之 间的 能 量传 递 中起 到 还 ＨＩ
构 的论文。这是继 ２ ０ ０ ４年该课题组解 析了菠菜主要捕光复
合 物 Ｌ Ｃ Ｉ晶 体 结构 之 后 的又 一 重 要 突破 ， 是 国际 上 首个 ＨＩ 也 高等 植 物 次 要捕 光 复 合 物 的晶 体 结 构 。 自然 界 的光 合 作 用 是 由 一 系 列 镶 嵌 在 光 合膜 上 的 蛋 白 色 素 复 合物 （ 光 系 统 Ｉ 光 系 统 Ｉ ）协 同配 合 来 实 现 的 。 如 和 Ｉ 对 于 这 些 蛋 白复 合 物 精 确 三 维 结 构 的研 究 ， 对 阐 明 光合 作 将 用 的分子机 理， 以此为基础利用 、 并 模拟光合作用， 实现 “ 人 Ｔ 光 合 作用 ”具 有 重 要 意 义 。
浅谈阻变随机存储器技术发展
浅谈阻变随机存储器技术发展发布时间：2022-09-02T07:49:36.664Z 来源：《中国科技信息》2022年第9期作者：王曦[导读] 非易失性存储器器件由于其高密度、高速度和低功耗的特点，在存储器的发展中占据着重要的地位，其中阻变王曦国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心湖北省武汉市 430070摘要：非易失性存储器器件由于其高密度、高速度和低功耗的特点，在存储器的发展中占据着重要的地位，其中阻变存储器由于优越的综合存储性能被国际半导体发展路线图选为最具发展潜力的新型非易失性存储技术之一。
本文将基于专利文献进行分析，从重要申请人和重要专利出发，对阻变存储器技术的发展做综述性介绍。
引言：现代的存储器主要分为两大类型：易失性存储器和非易失性存储器。
易失性存储器的特点是掉电后，数据将丢失，不过其读写速度很快，主要用于CPU的寄存器，计算机内存和FPGA等一些需要高速运算的场合。
非易失性存储器（NVM）器件由于其高密度、高速度和低功耗的特点，在存储器的发展中占据着重要的地位。
其中阻变存储器（Resistive Random Access Memory，RRAM）是忆阻器在二值情况下的特殊应用，是利用某些薄膜材料中发生的电致电阻变化来实现信息的存储。
由于阻变存储器电阻变化的过程中，外加激励只影响薄膜材料中的电子结构或者很小区域内原子结构的排列。
因此，从理论上讲，阻变存储器具有非常优良的可缩小性能。
除此之外，相对于传统的Flash存储器，阻变存储器还有许多优越的综合存储性能，包括器件结构简单、与CMOS工艺兼容、易于三维集成、转变速度快、操作功耗低、耐久性高等优点，被国际半导体发展路线图选为最具发展潜力的新型非易失性存储技术之一。
表1列出了各种存储器的性能比较。
表1 各种存储器的性能比较本文将基于专利文献分析，对阻变存储器技术的发展做综述性介绍，并对本领域重要申请人和重要专利进行一定的分析，总结了阻变存储器技术相关的国内和国外专利的申请趋势。
二元过渡金属氧化物的阻变存储器研究
二元过渡金属氧化物的阻变存储器研究二元过渡金属氧化物阻变存储器（ReRAM）是一种新型的非挥发性存储器技术，具有快速的读写速度、高密度、低功耗等优势，被广泛认为是下一代存储器技术的有力竞争者。
本文将对二元过渡金属氧化物阻变存储器的研究进行探讨。
二元过渡金属氧化物阻变存储器，简称ReRAM，是利用二元过渡金属氧化物在不同的电场作用下具有可逆的电阻变化特性而实现的一种新型存储器。
在ReRAM中，二元过渡金属氧化物作为存储介质，通过改变氧离子浓度来改变电阻状态，实现数据的存储和读写操作。
ReRAM的工作机制是基于氧离子迁移的。
当氧离子在二元过渡金属氧化物中迁移时，会改变材料的电子态，导致电阻的变化。
通过施加正向电压和反向电压，可以控制氧离子的迁移方向和数量，从而实现存储单元电阻状态的改变。
与传统的非挥发性存储器相比，ReRAM的读写速度更快，能耗更低，存储密度更高，同时也具备了可扩展性和可靠性等优势。
目前，ReRAM的材料研究主要集中在二元过渡金属氧化物，如钛酸钡（BaTiO3）、氧化铁（Fe2O3）、氧化钨（WO3）等。
这些材料在漂移电流、保持时间、可靠性等方面表现出良好的特性。
同时，研究人员也开展了针对ReRAM的性能优化研究，以提高其写入速度、储存密度和周期寿命等主要性能指标。
在ReRAM的制备过程中，影响器件性能的关键因素之一是氧离子的迁移速度。
研究人员通过改变材料制备方法、掺杂、界面处理等手段，来调控氧离子的迁移速度。
此外，针对ReRAM的物理机制进行的理论研究也对其性能优化起到了重要作用。
此外，ReRAM在实际应用中还存在一些问题亟待解决。
例如，存储单元的容器性能衰减、数据的可靠性、稳定性还没有达到市场需求的水平。
因此，研究人员需要进一步探索新的材料体系和制备方法，以解决这些问题。
总而言之，二元过渡金属氧化物阻变存储器是一种具有巨大潜力的新型存储器技术。
通过改变氧离子浓度来实现电阻状态的可逆变化，ReRAM具有快速的读写速度、高密度、低功耗等优势。
柔性阻变存储器材料研究进展
第４８卷２０２０年７月第７期第８１－９２页材 料 工 程ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．４８Ｊｕｌ．２０２０Ｎｏ．７ｐｐ．８１－９２柔性阻变存储器材料研究进展Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｆｌｅｘｉｂｌｅｒｅｓｉｓｔｉｖｅｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙｍａｔｅｒｉａｌｓ唐大秀１，２，３，刘金云２，３，王玉欣１，２，３，尚 杰２，３，刘 钢２，３，刘宜伟２，３，张 辉１，陈清明１，刘 翔１，李润伟２，３（１昆明理工大学材料科学与工程学院，昆明６５００９３；２中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院磁性材料与器件重点实验室，宁波３１５２０１；３中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省磁性材料及其应用技术重点实验室，宁波３１５２０１）ＴＡＮＧＤａ ｘｉｕ１，２，３，ＬＩＵＪｉｎ ｙｕｎ２，３，ＷＡＮＧＹｕ ｘｉｎ１，２，３，ＳＨＡＮＧＪｉｅ２，３，ＬＩＵＧａｎｇ２，３，ＬＩＵＹｉ ｗｅｉ２，３，ＺＨＡＮＧＨｕｉ１，ＣＨＥＮＱｉｎｇ ｍｉｎｇ１，ＬＩＵＸｉａｎｇ１，ＬＩＲｕｎ ｗｅｉ２，３（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００９３，Ｃｈｉｎａ；２ＣＡＳＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｇｎｅｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＤｅｖｉｃｅｓ，ＮｉｎｇｂｏＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎｉｎｇｂｏ３１５２０１，Ｃｈｉｎａ；３ＺｈｅｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｇｎｅｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮｉｎｇｂｏＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎｉｎｇｂｏ３１５２０１，Ｃｈｉｎａ）摘要：本文简述了阻变存储器的基本结构、工作原理、发展历程和研究现状，归纳总结了柔性阻变存储器的材料体系，包括介质材料、电极材料和基底材料，以及柔性阻变存储器材料体系的总体趋势和最新研究进展；分析了柔性阻变存储器的性能特点，包括存储性能和力学性能。
阻变随机存储器(RRAM)综述(自己整理)
目录引言 (1)1R R A M技术回顾 (1)2 RRA M工作机制及原理探究 (4)2.1R R A M基本结构 (4)2.2R R A M器件参数 (6)2.3 RR A M的阻变行为分类 (7)2.4阻变机制分类 (9)2.4.1电化学金属化记忆效应 (11)2.4.2价态变化记忆效应 (15)2.4.3热化学记忆效应 (19)2.4.4静电/电子记忆效应 (23)2.4.5相变存储记忆效应 (24)2.4.6磁阻记忆效应 (26)2.4.7铁电隧穿效应 (28)2.5R R A M与忆阻器 (30)3R RA M研究现状与前景展望 (33)参考文献 (36)阻变随机存储器（RRAM）引言：阻变随机存储器（RRAM）是一种基于阻值变化来记录存储数据信息的非易失性存储器（NVM）器件。
近年来，NVM器件由于其高密度、高速度和低功耗的特点，在存储器的发展当中占据着越来越重要的地位。
硅基flash存储器作为传统的NVM器件，已被广泛投入到可移动存储器的应用当中。
但是，工作寿命、读写速度的不足，写操作中的高电压及尺寸无法继续缩小等瓶颈已经从多方面限制了flash存储器的进一步发展。
作为替代，多种新兴器件作为下一代NVM器件得到了业界广泛的关注[1、2]，这其中包括铁电随机存储器（FeRAM）[3]、磁性随机存储器（MRAM）[4]、相变随机存储器（PRAM）[5]等。
然而，FeRAM及MRAM在尺寸进一步缩小方面都存在着困难。
在这样的情况下，RRAM器件因其具有相当可观的微缩化前景，在近些年已引起了广泛的研发热潮。
本文将着眼于RRAM的发展历史、工作原理、研究现状及应用前景入手，对RRAM进行广泛而概括性地介绍。
1 RRAM技术回顾虽然RRAM于近几年成为存储器技术研究的热点，但事实上对阻变现象的研究工作在很久之前便已开展起来。
1962年，T. W. Hickmott通过研究Al/SiO/Au、Al/Al2O3/Au、Ta/Ta2O5/Au、Zr/ZrO2/Au以及Ti/TiO2/Au等结构的电流电压特性曲线，首次展示了这种基于金属-介质层-金属(MIM)三明治结构在偏压变化时发生的阻变现象[6]。