铁电存储器老化的可控性研究

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1、单位代码：１０２９３密级：４夂＃像碛士讼夂论文题目：铁电存储器老化的可控性研究学号１３１４０８０１３３姓名蔡苏宁导师郭艳艳专业学位类别工程硕士类Ｍ在职专业（领域）功能电子信息存储材料论文提交日期２０１６年１０月３１日ThestudyonthecontrollabilityoftheagingeffectofferroelectricrandomaccessmemoryThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegree

2、ofMasterofEngineeringBySuningCaiSupervisor:YanyanGuoOCT2016南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：____________

3、南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________摘要氧化物材料中最常见的氧空位缺陷对铁电材料的物理性质和器件使用有着显著的时效影响。这种铁电时效效应的显著特征就是铁电体经过

4、一段时间后，原来的单电滞回线就会转变成双电滞回线，这将会使铁电存储器不再保有非挥发性。因此，如果我们能够调控时效效应，无疑将会对铁电材料的理论研究和实际应用产生深远影响。本论文研究了不同半径离子掺杂的钛酸钡BaTiO3(BT)材料中的时效（老化）现象。实验表明，大半径离子的掺杂有利于时效效应的出现，而小半径离子的掺杂则抑制时效效应的出现，这主要跟晶格畸变有关。因此我们可以根据实际需要，通过利用不同的离子半径来控制晶格畸变，影响氧空位的运动空间，进而达到调控氧空位迁移运动的目的，实现对铁电材料老化现象的可控性操作。另一方面，我们研究了外加电场对受主掺杂钛酸钡材料老化现象的可控性影响。结果表明

5、，不管受主离子的价态和离子半径如何，经过时效处理的所有样品在小的测试电场下都会呈现出相似的双电滞回线。然而，如果增大测试电场，原来在小电场下测得的双电滞回线就会逐渐地打开，这说明了铁电老化效应在大的测试电场下变弱了。在不同受主离子掺杂的钛酸钡陶瓷中的这种相同的铁电老化现象或许可以用一个普适的机制来解释：大的测试电场会使得一小部分氧空位发生迁移，所以有氧空位及缺陷偶极子提供的回到稳定的初始铁电态的力量就会减弱，自然也就产生了弱的铁电老化效应。关键词:铁电材料；老化现象；时效现象；氧空位；钛酸钡；晶格畸变IAbstractAmongthesedefects,oxygenvacancyisthe

6、mostcommonandtypicaldefectinoxides,stronglyinfluencingthestabilityandreliabilityofferroelectricdevices.Theferroelectricagingeffect(thegradualchangeofpropertieswithtime)isawell-observedphenomenonassociatedwithoxygenvacanciesinferroelectrics.Afteralongtime,thenormalsingleFEhysteresis(P-E)loopofferro

7、electricsbecomesadoubleP-Eloop.Consequently,FeRAMwillnotkeepthenonvolatilefeature.Thus,thestudyofmodulatingsuchferroelectricagingeffectisanimportantissuebothfortheapplicationsthefundamentalunderstanding.Welauncha