题目：金属/氧化物界面电阻开关效应的研究

 

随着科技的高速发展以及半导体技术的日益成熟，存储技术在人们生活中占据着越来越重要的位置，人们对于存储器性能的要求也越来越高。传统的半导体存储器由于基于电荷存储，发展受到了很大的限制。因此，各种新型非挥发性存储器应运而生,主要包括相变存储器（PRAM）,铁电存储器（FRAM）,电阻式存储器（RRAM）以及磁存储器（MRAM）。而在这些储存器当中，电阻式存储器因其结构简单，高密度集成，较长的数据保存时间，非易失特性，低功耗，高速度等优势而受到广泛关注，成为下一代通用非挥发性存储器的有力竞争者。在绝缘材料如钙钛矿氧化物，二元氧化物以及有机物材料中都发现存在电阻开关效应。为了研究电阻开关效应，全世界范围内都进行了广泛的研究，并取得的很大的成就。但是，电阻开关效应产生的机理存在疑问，缺乏清晰而完整的解释，因此对于氧化物电阻开关效应的研究仍然有很大的空间。为了研究电极以及电极间纳米层的加入对电阻开关效应的影响，以及电阻开关效应产生的机理，本论文围绕钙钛矿结构氧化物的电阻开关特性，并通过改变电极和实验条件对不同金属/氧化物结构进行了研究，并获得了较好的实验结果。

 1. 通过采用不同的电极和Nb：SrTiO3（NSTO）接触，并在此过程中，对NSTO表面进行退火处理，形成不同的金属/NSTO界面。对不同界面的电阻开关效应进行测量，我们发现，不同金属和不同退火条件下的NSTO 接触会产生不同的电阻开关效应，甚至会导致电阻开关效应的消失。电阻开关效应的产生主要归因于氧空位的迁移以及电子的捕获或者释放效应。

2.在电极与氧化物间加入了纳米层，并在不同的基底上测量电阻开关效应。我们发现，在Au/Ni-Au NPs/NSTO以及Au/Ni-Au NPs/ITO装置中都产生了电阻开关效应，并且我们比较了在不同温度下的电阻开关效应。常温下，Au/Ni-Au NPs/ITO结构中的开关比远远大于Au/Ni-Au NPs/NSTO的开关比，但是随着温度的降低，Au/Ni-Au NPs/ITO结构中的电阻开关效应逐渐减小并消失，Au/Ni-Au NPs/NSTO也减小但是仍然明显的存在。Au/Ni-Au NPs/ITO结构中电阻开关效应的产生主要是由于界面中灯丝的存在。因为氧空位的移动速率较快，并且加入的纳米层为界面中“灯丝”的产生提供的条件。