基于多场调控的多铁性复合薄膜微结构演化及阻变存储机理研究

In this project, according to the demands for integration, high efficiency, and low power consumption in the development of novel information storage devices, we devote ourselves to the research of multi-field controlled resistive random access memory. In experiment, through designing and fabricating multiferroic-based resistance switching devices, we focus on studying how the resistive switching behavior controlled by strain, ferroelectric polarization, magnetic field, etc. In theory, by comparison of solutions obtained under various conditions, the physical mechanism of multiferroic-based resistive switching behaviors and multi-field controllability will be investigated in details. The results of this project will further broaden the development space of multiferroic materials, and provide the theoretical foundation and experiment evidence for multiferroic materials’ application on information storage industry. Meanwhile, the results provide a guide of develop miniaturization device, which advance electronic information technology development.

本项目根据新型信息存储器件向集成化、高效率、低功耗发展的需求，对多场调控的阻变存储器进行研究。材料上，通过以多铁性复合薄膜为主体的阻变器件的设计与制备，重点研究应力、铁电极化、磁场等条件共同调控的阻变效应，实现多态存储；理论上，通过不同条件结果对比，分析多铁材料阻变效应的原理及其受多场调控的详细物理过程。通过项目的研究有助于理解多铁材料在阻变存储应用中的多种调控手段及其物理机制，进一步拓宽多铁材料的开发空间，为多铁材料在信息存储产业中的发展应用奠定实验基础和理论依据；同时，也为突破信息存储器件的微型化提供了可能，对电子信息技术的发展具有重要意义。

本项目根据新型信息存储器件向集成化、高效率、低功耗发展的需求，对多场调控的阻变存储器进行研究。材料上，通过以多铁性复合薄膜为主体的阻变器件的设计与制备，重点研究应力、铁电极化、磁场等条件共同调控的阻变效应，实现多态存储；理论上，通过不同条件结果对比，分析多铁材料阻变效应的原理及其受多场调控的详细物理过程。根据计划书的安排，首先，摸索工艺条件，利用磁控溅射法制备出稀土掺杂的锰氧化物（La0.67Ca0.33MnO3）薄膜，完成不同制备条件对成分、晶体结构的调节情况研究，并基于该薄膜制备阻变存储器件，完成阻变性能的初步测试；随后，尝试制备BaTiO3和La0.67Ca0.33MnO3的复合多铁薄膜，基于该复合薄膜构建阻变器件，对其阻变性能进行摸索，并对铁电极化、磁场等因素对阻变的调节情况进行研究；与此同时，对单相多铁材料BiFeO3粉体及薄膜的制备、多铁性能及阻变性质进行了同步探索和研究，获了一些初步的进展。通过项目的研究有助于理解多铁材料在阻变存储应用中的多种调控手段及其物理机制，进一步拓宽多铁材料的开发空间，为多铁材料在信息存储产业中的发展应用奠定实验基础和理论依据。