層狀鈣鈦礦型氧化物PrBa2Cu3Ox陶瓷Pr2CuO4陶瓷的電致阻變特性的研究.pdf

1、StudyoftheResistanceSwitchingEffectsatLayeredPerovskiteOxidesPrBa2Cu30XandPr2Cu04CeramicsADissertationSubmittedtoTheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceByYueRu

2、ihongSupervisor：ProfZhangWeifengMay2014摘要隨著當(dāng)今信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)非易失性存儲(chǔ)器性能的要求也越來越高。然而在一二十年內(nèi)，硅基電子存儲(chǔ)器性能的改善將要到達(dá)它的極限。在這樣的背景下，人們開始積極地尋找新一代的替代存儲(chǔ)器技術(shù)。阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器(RRAM)被認(rèn)為是下一代替代技術(shù)中最有前景的候選者之一，有著類似電容器的結(jié)構(gòu)——金屬／過渡金屬氧化物／金屬。當(dāng)電壓應(yīng)用到RRAM的電極上會(huì)引起系統(tǒng)的電導(dǎo)率

3、突然的變化，而且變化是非易失性可逆的。在大量過渡金屬氧化物作為電介質(zhì)的的系統(tǒng)中，很多已經(jīng)被報(bào)道存在著電阻開關(guān)效應(yīng)。為了使電子設(shè)備獲得最終應(yīng)用的目標(biāo)，大多數(shù)工作著重于研究薄膜在室溫下的阻變行為。然而，這種行為同樣也能在陶瓷塊體電介質(zhì)中被觀測到。許多研究報(bào)道了相關(guān)證據(jù)，它們指出這種阻變效應(yīng)是發(fā)生在電介質(zhì)和電極界面附近的。盡管如此，電阻開關(guān)的物理起源機(jī)制仍然沒有得到一致的觀點(diǎn)。本文中，我們證明電介質(zhì)是鈣鈦礦銅氧化物PrBa2Cu30x(PBC

4、O)和Pr2Cu04(PCO)的系統(tǒng)中存在著電阻開關(guān)效應(yīng)，而這兩種電介質(zhì)是同種類型的高溫超導(dǎo)體中失去超導(dǎo)性的材料。研究這類材料的電學(xué)性質(zhì)，也對(duì)理解它們的失超性可能有一定的幫助。而且塊體電介質(zhì)可以利用多電極測量方法，分別研究界面電阻和塊體電阻的變化。在這樣的背景之下，本文主要研究了PBCO和PCO電介質(zhì)的電致阻變現(xiàn)象，獲得了一些有意義的結(jié)果，包括以下幾個(gè)方面：1PBCO陶瓷器件的電致阻變特性初探Pt／PBCO／Pt平面存儲(chǔ)器件表現(xiàn)出雙極性

5、EPIR效應(yīng)。深入調(diào)查陶瓷體電阻的R丁曲線，表明雙極性開關(guān)特性主要來源于電極與PBCO陶瓷的界面附近，而陶瓷本身不是主要原因。為進(jìn)一步了解PBCO的性質(zhì)，換Ag電極制備Ag／PBCO／Ag器件，仍然可以得到較穩(wěn)定的EPIR效應(yīng)。這兩種器件有一個(gè)最大的不同點(diǎn)，Pt／PBCO／Pt的寫入電壓是10V，而Ag／PBCO／Ag的寫入電壓是10V，擦除電壓也剛好相反。這一點(diǎn)需要進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)來探究其起因，EPIR效應(yīng)的起源也需要進(jìn)一步探討。2Pt／