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基于I-V特性的阻变存储器的阻变机制研究 被引量:11
1
作者 李颖弢 刘明 +7 位作者 龙世兵 刘琦 张森 王艳 左青云 王琴 胡媛 刘肃 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2009年第3期134-140,153,共8页
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... 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I-V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(SCLC)、缺陷能级的电荷俘获和释放、肖特基发射效应(Schottky emission)以及普尔-法兰克效应(Pool-Frenkel);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。 展开更多
关键词 存储器 非挥发性存储器 I-V特性 阻变机制 工作原理
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忆阻器阻变机制及其材料研究进展 被引量:1
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作者 邓亚峰 魏子健 王栋 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2022年第1期36-47,共12页
忆阻器可以将信息存储和逻辑运算整合到一个电子器件上,这将打破传统的冯·诺依曼计算机架构,其应用前景不可估量。首先简述了忆阻器的发展历程及其基本概念;其次综述了忆阻器的阻变机制及其材料的选择,将目前已知的阻变机制主要概... 忆阻器可以将信息存储和逻辑运算整合到一个电子器件上,这将打破传统的冯·诺依曼计算机架构,其应用前景不可估量。首先简述了忆阻器的发展历程及其基本概念;其次综述了忆阻器的阻变机制及其材料的选择,将目前已知的阻变机制主要概括为3类,即阴离子阻变机制、阳离子阻变机制和纯电子机制,同时详细叙述了不同类型材料在忆阻器应用中的特点;然后论述了忆阻器在布尔逻辑计算以及神经形态系统方面的应用;最后展望了忆阻器未来的发展方向并总结了其在实际研究中仍未很好解决的难题。 展开更多
关键词 存储 阻变机制 材料
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PbS纳米晶修饰的ZnO/PVP复合电双稳器件阻变机制
3
作者 石庆良 徐建萍 +5 位作者 王雪亮 王有为 姜立芳 朱明雪 洪源 李岚 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期846-852,共7页
采用简单旋涂工艺制备了具有ITO/PVP/ZnO NCs/PbS NCs/PVP/Al夹心结构的有机/无机复合电双稳存储器件,与没有PbS纳米晶修饰层的器件ITO/PVP/ZnO NCs/PVP/Al相比,PbS纳米晶的引入使目标器件的开关比提高了2个数量级。结合器件的I-V曲线... 采用简单旋涂工艺制备了具有ITO/PVP/ZnO NCs/PbS NCs/PVP/Al夹心结构的有机/无机复合电双稳存储器件,与没有PbS纳米晶修饰层的器件ITO/PVP/ZnO NCs/PVP/Al相比,PbS纳米晶的引入使目标器件的开关比提高了2个数量级。结合器件的I-V曲线和能级结构分析了PbS纳米晶修饰层对器件阻变和载流子传输的影响。结果显示,PbS纳米晶层的加入不仅优化了器件能级结构,有利于载流子的俘获和释放,还修饰了ZnO纳米晶的表面缺陷,降低了器件载流子的复合损耗。 展开更多
关键词 电双稳器件 ZNO纳米晶 阻变机制 PbS纳米晶修饰层
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RRAM阻变效应的物理机制 被引量:1
4
作者 杨金 代月花 +3 位作者 陈军宁 徐太龙 蒋先伟 许会芳 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期666-671,共6页
采用基于密度泛函理论的第一性原理对阻变随机存取存储器(RRAM)器件的阻变物理机制进行了分析研究。对比计算了氧空位缺陷或掺杂(Al,Ti和La)HfO2体系的形成能、能带结构、态密度以及迁移势垒能,结果表明,掺杂后体系的氧空位形成能明显减... 采用基于密度泛函理论的第一性原理对阻变随机存取存储器(RRAM)器件的阻变物理机制进行了分析研究。对比计算了氧空位缺陷或掺杂(Al,Ti和La)HfO2体系的形成能、能带结构、态密度以及迁移势垒能,结果表明,掺杂后体系的氧空位形成能明显减小,掺杂促进了氧空位的形成;无论掺杂和未掺杂的体系,当氧空位存在时禁带宽度会明显减小,且禁带中多出一个占据态的峰,材料的导电能力明显增强。表明氧空位是材料导电的主要因素,杂质起到辅助作用。计算结果与相关实验结果相符合。进一步分析迁移势垒能,说明金属杂质对氧空位产生缔合作用而促使形成团簇,从而对器件的操作电压、工作速度等产生影响。 展开更多
关键词 阻变机制 氧空位 掺杂 迁移势垒 第一性原理
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不同工艺下操作算法对阻变存储器可靠性的影响
5
作者 王博 杨建国 林殷茵 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期769-773,788,共6页
通过测试不同工艺条件下的导电丝形成算法与低阻阻值分布、烘烤失效率等的关系,研究了阻变存储器(RRAM)单元导电细丝形成过程对可靠性的影响,进一步对导电细丝形成过程的模型进行了优化。实验表明,随着脉宽的增大,操作电压幅值降低、成... 通过测试不同工艺条件下的导电丝形成算法与低阻阻值分布、烘烤失效率等的关系,研究了阻变存储器(RRAM)单元导电细丝形成过程对可靠性的影响,进一步对导电细丝形成过程的模型进行了优化。实验表明,随着脉宽的增大,操作电压幅值降低、成功率提高、烘烤失效率降低,进一步增加脉宽,烘烤失效率大大增加。通过比较不同工艺,发现在烘烤失效率降低时的脉宽条件(1 ms)下,氧化时间短、氧化功率大并且无退火条件的失效率高;而在烘烤失效率增加时的脉宽条件(10 ms)下,氧化时间短、氧化功率大并且无退火条件的失效率低。研究结果为设计RRAM单元操作算法提供了优化方向,同时通过对不同条件下RRAM单元可靠性的比较,优化了工艺配方。 展开更多
关键词 氧化铝/氧化钨 存储器(RRAM) 形成算法 可靠性 阻变机制 工艺优化
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基于氧化铟锡电极的透明忆阻器件工作机制研究进展
6
作者 韩旭 孙博文 +3 位作者 徐瑞雪 徐静 洪旺 钱凯 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第4期577-591,共15页
随着电子技术的发展,兼具透明、柔性等特性的功能电子器件得到了广泛关注。作为新型电子存储器件,忆阻器在新一代信息技术领域(包括低功耗类脑计算、非易失逻辑、数据存储等)有着广阔的应用前景,成为近年来备受关注的新型纳米器件。氧... 随着电子技术的发展,兼具透明、柔性等特性的功能电子器件得到了广泛关注。作为新型电子存储器件,忆阻器在新一代信息技术领域(包括低功耗类脑计算、非易失逻辑、数据存储等)有着广阔的应用前景,成为近年来备受关注的新型纳米器件。氧化铟锡是一种常用的透明导电材料,因其优异的光学透明度、稳定的物理、化学特性等优点,成为制备新型透明忆阻器件的理想电极。本文首先简略介绍了忆阻器件的结构,接着综述了基于氧化铟锡材料的忆阻器件的研究和应用,包括其作为存储器、电子突触和痛觉感受器等。然后针对氧化铟锡忆阻器的阻变机制,特别是近年来新发现的铟扩散机制进行了进一步介绍,最后总结展望了氧化铟锡忆阻器的发展前景。 展开更多
关键词 氧化铟锡 阻变机制 铟扩散 透明器件
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二维忆阻材料及其阻变机理研究进展
7
作者 曹青 熊礼苗 李鹏程 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第21期44-55,共12页
二维材料由于具有超薄、柔性的层状结构,有望突破传统阻变材料难以降低忆阻器尺寸的限制,成为存储器、柔性电子、神经形态计算等领域的研究热点。本文从器件结构、材料种类、开关机理、电极和功能层改性等方面综述和分析了近年来二维材... 二维材料由于具有超薄、柔性的层状结构,有望突破传统阻变材料难以降低忆阻器尺寸的限制,成为存储器、柔性电子、神经形态计算等领域的研究热点。本文从器件结构、材料种类、开关机理、电极和功能层改性等方面综述和分析了近年来二维材料基忆阻器的研究进展。“三明治”结构是忆阻器最常用的结构,通过插入调节层可提高器件稳定性;平面结构可操控性较差,但其独特的易观察性为研究忆阻器的阻变机理提供了有力工具。石墨烯及其衍生物和二硫化钼忆阻器阻变性能较好且应用广泛;二硫化钨、碲化钼、六方氮化硼、黑磷、MXene、二维钙钛矿等也逐渐被应用于忆阻器,但性能仍需优化。器件开关机制主要包括导电细丝、电荷俘获与释放、原子空位等。选择功函数合适的电极,可有效调控界面势垒和载流子输运;通过将二维材料与聚合物复合或掺杂纳米粒子,可有效降低器件的离散性。下一步应从界面性质精确控制和耐弯曲耐极端温度等方面深入研究,为新型二维材料忆阻器的工业化应用奠定基础。 展开更多
关键词 二维材料 阻变机制 功能层改性
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RRAM的氧空位与金属细丝机制SPM的比较 被引量:2
8
作者 李丛飞 傅兴华 +1 位作者 李良荣 赵海臣 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2014年第1期24-29,共6页
应用扫描探针显微镜(SPM)技术实现了氧化物阻变薄膜局部区域高低阻态的互相转变。通过电激励、编程和擦除等操作,控制细丝的产生和断裂,实现了阻变薄膜局域的重复编程/擦除操作。用该方法分别研究了氧空位机制与金属导电细丝机制的氧化... 应用扫描探针显微镜(SPM)技术实现了氧化物阻变薄膜局部区域高低阻态的互相转变。通过电激励、编程和擦除等操作,控制细丝的产生和断裂,实现了阻变薄膜局域的重复编程/擦除操作。用该方法分别研究了氧空位机制与金属导电细丝机制的氧化物薄膜的阻变特性,对两种机制做了对比研究。结果表明:在阻变存储器(RRAM)中氧空位机制在导电细丝和数据密度方面要高于金属细丝机制。同时,金属细丝机制阻变薄膜部分区域因编程/擦除操作发生了永久性形貌变化,可能对阻变器件的电极产生永久性破坏,这说明氧空位机制阻变薄膜在未来的高密度存储上具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 存储器(RRAM) 导电原子力显微镜(CAFM) 扫描探针显微镜(SPM) 阻变机制 氧空位机制 金属细丝机制
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忆阻器材料的研究进展 被引量:4
9
作者 曲翔 徐文婷 +3 位作者 肖清华 刘斌 闫志瑞 周旗钢 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期31-35,共5页
忆阻器(RRAM)是一种新兴的非挥发性存储器,具有简单的器件结构、较快的操作速度和相对较小的功耗。简述了忆阻器的基本原理以及该领域材料方面的最新研究进展,其中重点介绍了HP忆阻器模型;综述了基于不同薄膜材料制备的忆阻器的特性,如... 忆阻器(RRAM)是一种新兴的非挥发性存储器,具有简单的器件结构、较快的操作速度和相对较小的功耗。简述了忆阻器的基本原理以及该领域材料方面的最新研究进展,其中重点介绍了HP忆阻器模型;综述了基于不同薄膜材料制备的忆阻器的特性,如有机材料、固态电解液材料、多元金属氧化物、二元金属氧化物等;阐述了忆阻器的重要意义及面临的巨大挑战,提出了未来该领域需要加强研究的若干问题。 展开更多
关键词 薄膜材料 阻变机制 电激励
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基于异质结构忆阻器的研究进展
10
作者 陈晓平 楼玉民 +3 位作者 赵宁宁 黄一君 胡海龙 岳建岭 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期17-26,共10页
忆阻器是当前最具应用前景的下一代非易失性存储器之一,在新型非易失性存储、逻辑运算和大脑神经功能模拟方面都展现出巨大的应用潜力。目前忆阻器阻变参数的弥散性和较差的器件重复性是制约其进一步发展的重要因素。采用异质结构的设... 忆阻器是当前最具应用前景的下一代非易失性存储器之一,在新型非易失性存储、逻辑运算和大脑神经功能模拟方面都展现出巨大的应用潜力。目前忆阻器阻变参数的弥散性和较差的器件重复性是制约其进一步发展的重要因素。采用异质结构的设计方法使组成材料的选择更加丰富多样,通过改变插入层厚度能够实现其结构和相对成分的灵活调控,同时材料内部构筑的界面异质结所产生的界面势垒、电荷诱捕效应等对忆阻器性能有额外附加调节作用,因而异质结构设计成为调控忆阻器性能和揭示忆阻器阻变机理的一种非常有效的方法。与单层氧化物忆阻器相比,异质结构的忆阻器在器件的功耗、稳定性和耐久性方面都有很大程度的改善,因此其在模拟人工突触和神经形态电路应用方面具有独特的优势。本文综述了异质结构忆阻器的最新研究进展,主要对异质结构忆阻器材料体系的选择与适配、器件结构设计、性质调控、机理以及应用进行了介绍,指出了目前异质结构忆阻器研究中需要关注的主要问题。本文有望为异质结构忆阻器的设计、制备和应用提供参考及借鉴。 展开更多
关键词 异质结构 开关特性 阻变机制 人工突触
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二元氧化物绝缘层的溶液法制备及在阻变存储器中的应用
11
作者 马续 李鹏飞 +3 位作者 张昱临 巩桂芬 徐彩虹 张宗波 《化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期514-522,共9页
阻变存储器(RRAM)凭借可高度集成、可同时存储和运算、运行速率快、功耗低等特性,成为最具潜力的存储技术之一。因电学性能优良且与互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容性好,二元氧化物材料在RRAM的发展中具有重要意义。与传统绝缘层沉积工... 阻变存储器(RRAM)凭借可高度集成、可同时存储和运算、运行速率快、功耗低等特性,成为最具潜力的存储技术之一。因电学性能优良且与互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容性好,二元氧化物材料在RRAM的发展中具有重要意义。与传统绝缘层沉积工艺不同,溶液法制备绝缘层是先将前驱体溶液制成薄膜,再将薄膜通过不同的工艺转化为绝缘层。因此前驱体溶液种类以及转化工艺均对所制备的绝缘层的微观结构、化学组成和电学性能具有直接的影响。本文首先简要介绍了RRAM的发展历程及作用机制;其次综述了溶液法制备氧化物材料在忆阻器中的应用,重点围绕前驱体溶液组成、转化机理与所制备氧化物绝缘层结构性能关系对已报道的结果进行分析,最后阐述了溶液法制备绝缘层材料面临的关键问题并展望了其未来发展方向。 展开更多
关键词 溶液法 氧化物 材料 阻变机制 存储器
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阻变存储器研究进展 被引量:14
12
作者 龙世兵 刘琦 +1 位作者 吕杭炳 刘明 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2016年第10期138-164,共27页
阻变存储器(Resistive Random Access Memory,RRAM)是最具应用前景的下一代非易失性存储器之一,与传统浮栅闪存相比在器件结构、速度、可微缩性、三维集成潜力等方面都具有明显的优势,本文对RRAM技术进行了综述.首先简单介绍了阻变存储... 阻变存储器(Resistive Random Access Memory,RRAM)是最具应用前景的下一代非易失性存储器之一,与传统浮栅闪存相比在器件结构、速度、可微缩性、三维集成潜力等方面都具有明显的优势,本文对RRAM技术进行了综述.首先简单介绍了阻变存储器的工作原理、技术优势、发展历程和面临的基础科学问题.然后深入总结了RRAM的材料体系,包括固态电解质、多元金属氧化物、二元金属氧化物3类传统的阻变介质材料,总结了纳米线、二维材料等低维纳米材料在RRAM运用方面的近期研究进展,分析了绝缘/导电的低维材料分别用作阻变介质、平面电极层/纳米电极/侧边电极、界面插层所带来的微缩性、阻变性能和稳定性等的改善效果.总结和分析了细丝型电阻转变的3类物理机制:热化学机制(Thermochemical Mechanism,TCM)、电化学金属化(Electrochemical Metallization,ECM)机制、化合价变化机制(Valence Change Mechanism,VCM),详细分析了3种机制的SET/RESET转变原理和基本电学特性、透射电镜观测关键实验验证、对阻变机制的认识发展过程等.在阻变机制分析的基础上,接着阐述了RRAM电阻转变过程中由于纳米尺度下材料微观结构和能带结构的变化导致的一些新奇的物理现象,包括量子效应、磁电效应、光电效应等.最后针对RRAM实现应用的关键——集成技术,总结分析了存储阵列架构、二维/三维集成等关键问题及其研究进展. 展开更多
关键词 存储器 材料 阻变机制 导电细丝 三维集成 选通管
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非易失性阻变存储器研究进展 被引量:7
13
作者 赵鸿滨 屠海令 杜军 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期491-500,共10页
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... 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。 展开更多
关键词 非易失性存储器 阻变机制
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Dynamic recrystallization behavior of burn resistant titanium alloy Ti-25V-15Cr-0.2Si
14
作者 鲁世强 欧阳德来 +1 位作者 崔霞 王克鲁 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第4期1003-1010,共8页
Dynamic recrystallization (DRX) behavior in β phase region for the burn resistant titanium alloy Ti?25V?15Cr?0.2Si was investigated with a compression test in the temperature range of 950?1100 °C and the strain ... Dynamic recrystallization (DRX) behavior in β phase region for the burn resistant titanium alloy Ti?25V?15Cr?0.2Si was investigated with a compression test in the temperature range of 950?1100 °C and the strain rate of 0.001?1 s?1. The results show that deformation mechanism of this alloy in hot deformation is dominated by DRX, and new grains of DRX are evolved by bulging nucleation mechanism as a predominant mechanism. DRX occurs more easily with the decrease of strain rate and the increase of deformation temperature. Grain refinement is achieved due to DRX during the hot deformation at strain rate range of 0.01?0.1 s?1 and temperature range of 950?1050 °C. DRX grain coarsening is observed for the alloy deformed at the higher temperatures of 1100 °C and the lower strain rates of 0.001 s?1. Finally, in order to determine the recrystallized fraction and DRX grain size under different deformation conditions, the prediction models of recrystallization kinetics and recrystallized grain sizes were established. 展开更多
关键词 burn resistant titanium alloy deformed microstructure deformation mechanism dynamic recrystallization prediction models
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Experimental Studies on High-Frequency Performance of the Inverse Control Magneto-Rheological Damper
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作者 DU Xiuli LIAO Weizhang NIU Dongxu 《Transactions of Tianjin University》 EI CAS 2006年第B09期61-64,共4页
Severe vibration of underground structures may be induced under blast loads. According to the characteristics of the explosion-induced ground shock wave, a new-type damper, inverse control magneto-rheological(MR) da... Severe vibration of underground structures may be induced under blast loads. According to the characteristics of the explosion-induced ground shock wave, a new-type damper, inverse control magneto-rheological(MR) damper was designed to control the vibration, The high-frequency performance test of the MR damper was carried out on the small shaking table. It is shown that the performance can be modeled by use of the modified Bouc-Wen model, and the Parameters of the model keep stable in the range of 15--50 Hz. 展开更多
关键词 inverse control magneto-rheological damper (ICMRD) high frequency wave vibration characteristic performance test
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Research on the Mechanism of Impedance Matching for Underwater Acoustic Transmitter based on Mathematical Modelling and Corresponding Balance Transformer
16
作者 Zhuang Yongfeng Hua Lei Zhang Zhizheng 《International Journal of Technology Management》 2015年第7期115-117,共3页
With the progress of power transmission technology, it is necessary for researchers to conduct related research on impedance matching. In this paper, we conduct research on the mechanism of impedance matching for unde... With the progress of power transmission technology, it is necessary for researchers to conduct related research on impedance matching. In this paper, we conduct research on the mechanism of impedance matching for underwater acoustic transmitter based on mathematical modelling and corresponding balance transformer. To realize underwater acoustic signal of wide band and high power emission, in addition to need the bandwidth performance good transducer array yuan, to a large extent also depends on a good matching between the transducer and amplifier. The result shows the feasibility and robustness of our designed system. 展开更多
关键词 Impedance Matching Underwater Acoustic Transmitter Mathematical Modelling.
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