忆阻器件及其应用

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1、ｉｌｉｉｉｌ甘二—：二三：二吉Ｖ４击种泼＊葦ｔＴＲＯＮ９ＵＮＶ巨ＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＩＣＳＣＩ巨ＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕ｉｔ学位论文ｉＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ／ｘ麵：Ｒ论支题目‘剛亂，醜应用Ｉ卽穀＾学号２０１３２１０３０１１３作者姓名娜孤指肆教师刘泮教授独创性声巧本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ

2、标注和致谢的地方夕ｈ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获得电子科技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己在论文中作了明滿的说明并表示谢意。－作者签名：聲化痛日期；仁年月若日ｉ／论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可＾＾１将学位论文的全部或部分内容编入有关

3、数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：惡前０１导师签名；日期：如？１６年ｒ月？／日分类号密级注1UDC学位论文忆阻器件及其应用（题名和副题名）贾旺旺（作者姓名）指导教师刘洋教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业微电子学与固体电子学提交论文日期2016.03.18论文答辩日期2016.05.09学位授予单位和日期电子科技大学2016年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际

4、十进分类法UDC》的类号。MEMRISTORDEVICEANDITSAPPLICATIONSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAuthor:JiaWangwangAdvisor:Prof.YangLiuSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElect

5、ronics摘要摘要忆阻器是二端器件，同电阻一样，具有欧姆量纲（Ω），同时具有金属/绝缘体/金属这种简单的结构。忆阻器件有一系列优点，如速度快、功耗低以及兼容于传统的CMOS工艺等，并且忆阻器件对电阻有“记忆”特性，因此，它被广泛应用在数模电路、存储器以及神经网络等领域。本文首先讨论了忆阻器件的概念，分析了线性忆阻器件(LinearMemristor，LM)以及非线性忆阻器件(Non-linearMemristor，NLM)的I-V（电流-电压）特性，讨论了忆阻器件的阻变机制，在数学上为忆阻器件建立了边

6、界漂移模型，最后简单介绍了忆阻器件的绝缘介质层和电极的材料体系。介绍了以HfO2材料为介质层的阻变随机存储器件（ResistiveRandomAccessMemory，RRAM）的基本电学性能。简单地介绍了忆阻器件作为存储器核心材料的优势，制备了以HfO2材料为介质层的RRAM，利用Keithley4200-SCS测试并分析器件电学性能，包括I-V特性及可靠性。测试结果表明所制备的器件为双极型器件，具有较好的抗疲劳特性、数据保持能力等。介绍了以HfO2材料为介质层的RRAM的多值存储特性。包括4值存储以

7、及8值存储的存储特性及其可靠性，并用导电细丝模型简单分析了器件可以进行多值存储的原因。测试结果表明器件具有较好的4值存储特性和可靠性，但对于8值存储，器件的某几个相邻阻态的阻值分布范围间隔比较小，不适宜用来进行8值存储。介绍了基于铟镓锌氧化物（IndiumGalliumZincOxide，IGZO）薄膜材料的柔性RRAM的双脉冲易化（PairedPulseFacilitation，PPF）现象，先对生物学中的PPF现象的相关知识进行了介绍，试制了基于IGZO薄膜材料的柔性RRAM，利用Keithley4

8、200-SCS对器件进行测试，对器件施加特定宽度、幅度和时间间隔的两次连续的脉冲，结果表明器件也具有和神经突触类似的PPF行为，然后测试并分析了脉冲时间间隔、脉冲幅度和宽度对器件PPF行为的影响，用导电细丝模型对其测试结果进行了解释，最后测试并分析了器件弯曲对PPF行为的影响。关键词：忆阻器，双脉冲易化，阻变随机存储器，多值存储IABSTRACTABSTRACTMemristorisatwoterminaldevice,itisthesam