微觀結構對pr(sr0.1ca0.9)2mn2o7基器件的電阻開關特性以及磁性的影響

1、中圖分類號：0 4 6 9U D C ： 5 3 0密級： 公開學校代碼： 1 0 0 9 4訝{ I ￡湃為尢李碩士學位論文( 學歷碩士)微觀結構對P r ( S r 0 ．1 C a o ．9 ) 2 M n 2 0 7 基器件的電阻開關特性以及磁性的影響M i c r o s t r u c t u r eo n r e s i s t i v es w i t c h i n ga n d m a g n e t i cp r

2、o p e r t i e si nP r ( S r o ．1 C a o ．9 ) 2 M n 2 0 7 b a s e d d e v i c e s作者姓名：孫宇辰指導教師：趙旭副教授學科專業(yè)：凝聚態(tài)物理研究方向：磁性薄膜論文開題日期：2 0 1 3 年9 月1 0 日摘要近年來，隨著信息技術的發(fā)展，阻變隨機存儲器( R R A M ) 由于自身的一些優(yōu)點，低能耗、高密度等，使得器件結構更簡單、轉換速率快能達到幾納秒等，而被認

3、為是下一代存儲器最有利的競爭者之一。而目前，金屬．絕緣體．金屬( M I M ) 結構基礎材料的R R A M存儲器更是成為下一代非易失性存儲器的最有希望的候選者之一。本文中，我們首先發(fā)現(xiàn)在T i ／P r ( S r o ．1 C a o ．9 ) 2 M n 2 0 7 ( P S C M O ) ／P t 器件中薄膜的微觀結構對其電阻開關特性起著重要的作用。接著我們研究了A g ／P S C M O ／P t 器件在不同阻態(tài)下，不

4、同磁場方向電觸發(fā)對器件磁性的影響。本文的研究內容主要包括以下兩部分：( 1 ) 薄膜微觀結構和形成電壓對T i ／P S C M O ／P t 器件的電阻開關特性的影響運用脈沖激光沉積技術，通過控制沉積條件，制備出兩種形態(tài)不同的P S C M O薄膜，分別定義為P S C M O ．1 和P S C M O ．2 。由x 射線衍射儀( X I ①) 和掃描電子顯微鏡( S E M ) 澳J J 量可知，兩個薄膜均為單相的多晶P S C

5、M O 薄膜，并且P S C M O ．2 具有更高、更尖銳的衍射峰。P S C M O ．1 薄膜是無規(guī)則堆積生長的，而P S C M O ．2 薄膜是垂直于表面呈柱狀生長的，而且兩個薄膜的厚度分別為l O O n m 和1 4 0 n m 。通過對T i ／P S C M O ／P t 器件的電阻開關特性的研究可知，這兩個P S C M O 器件在都沒有電形成過程時，表現(xiàn)出了不同的雙極電阻開關特性，其中，T i ／P S C M O

6、 ．2 ／P t 器件的阻變比和回滯窗口更大。增大T i ／P S C M O —l ／n 器件的形成電壓后，器件的阻變比和回滯窗口都變大，形成與T i ／P S C M O ．2 ／P t 器件相似的阻變特性。結合這兩個器件的理論分析，較低形成電壓下的T i ／P S C M 0 ．1 ／P t 器件，符合肖特基勢壘模型的傳導機制，觸發(fā)電壓下，氧空位的遷移主要集中在項電極T i 與P S C M O 薄膜的界面處：而T i ／P S

7、C M O ．2 ／P t 器件與較大形成電壓下的T i ／P S C M O 一1 ／P t 器件中的阻變機制符合空間電荷限制電流機制，觸發(fā)電壓下氧空位的遷移則集中在頂電極T i 與P S C M O 薄膜的界面以及鄰近的區(qū)域。我們的實驗結果表明，薄膜的微觀形貌對該器件中氧空位的遷移起著重要的作用，從而導致了T i 償S C M O ．2 ／P t器件表現(xiàn)出的阻變比和回滯窗口更大。( 2 ) 研究了A g ／P S C M O ／P