面向RRAM应用的具有脉冲触发电阻开关效应的氧化物薄膜器件界面设计

某些氧化物薄膜器件中存在的电脉冲触发可逆性电阻（EPIR）开关效应在电阻式随机存储器（RRAM）中具有重要应用，而器件中薄膜与电极的界面特性是影响电阻开关性能的关键因素，解决界面特性与电阻存储功能的关系问题是揭示EPIR物理机制的核心。本项目拟采用界面设计手段来进行对EPIR器件电阻开关行为的研究和控制。通过剪裁电极材料和薄膜材料的物性，设计制备出从欧姆接触型到肖特基型的不同界面，并利用中间层结构调整界面附近陷阱分布，结合薄膜的晶体结构、显微结构、载流子类型等的调整，控制界面载流子传输机制。同时，研究EPIR器件的界面物理特性在脉冲电场作用下的转变，并分析薄膜的电子结构、元素价态等特性在电脉冲作用前后的变化，剖析界面效应与薄膜体效应对EPIR行为的贡献，揭示EPIR效应的物理机制。在此基础上，探索新的材料体系，优化薄膜材料和电极材料，为开发高灵敏度、高可靠性的电阻存储器件提供指导。