NIMTE OpenIR  > 硕/博士论文成果
氧化石墨烯电阻型存储材料的研究
何聪丽
Subtype硕士
Thesis Advisor崔平 ; 李润伟
2010-05-30
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Abstract在新型非易失性存储器中,基于电致电阻效应的电阻型存储器(RRAM)以其结 构简单、存储密度高、读写速度快、功耗低、与传统CMOS 工艺兼容性好等优点而 被广泛研究。目前发现的RRAM 候选材料很多,但没有一种材料能完全达到实用化 的要求,RRAM 电阻转变机理仍不明确,因此,开发新型存储材料、揭示RRAM 电 阻转变机制,仍是RRAM 发展的关键。 氧化石墨烯(GO)表面含有大量亲水性官能团,在水中分散性好,易于大面积 均匀成膜,通过改变含氧官能团的含量,可以调节GO 的能带结构和导电特性,因此 在微电子领域有很好的应用前景。本文研究了GO 薄膜的电致电阻效应,探讨了GO 薄膜作为RRAM 存储材料的可能性。 首次在GO 薄膜中观察到了稳定的电致电阻效应,开关比约为20,开关电压低 于1 V,并具有良好的抗疲劳性和数据保持性(高低阻态可以稳定保持200 天以上)。 研究了顶电极材料、GO 薄膜厚度、顶电极面积、限流对GO 薄膜电阻转变效应 Forming 电压、初始电阻、高低阻态阻值等方面的影响。研究结果表明GO 薄膜电致 电阻效应的初始电阻、Forming 电压随着金属功函数的增加而增大(Ag 电极除外), 随着GO 薄膜厚度的增加而增大,随着顶电极面积的增加,呈现递减趋势,而开关电 压和高低阻态阻值受薄膜厚度、顶电极面积等因素影响不大; Reset 电流随限流线性 增大,低阻态电阻随限流的增大而减小,因此可以通过改变限流来控制RRAM 器件 的功耗并可以实现多态存储。 采用导电原子力显微镜(CAFM)对GO 薄膜进行了导电性测量,在微观尺度观 察到了薄膜的电致电阻现象。CAFM 观察到的写入-擦除过程与半导体参数分析仪的 宏观测量结果一致。研究表明GO 薄膜器件高阻态的导电行为服从缺陷控制空间电荷 限制电流机制,变温特性表现为半导体导电特性,低阻态服从欧姆导电机制,变温特 性表现为金属导电特性,探讨了GO 薄膜中电阻转变效应可能的物理机制,包括金属 导电丝模型及含氧基团的脱附与吸附模型。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/524
Collection硕/博士论文成果
Recommended Citation
GB/T 7714
何聪丽. 氧化石墨烯电阻型存储材料的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2010.
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