双扩展忆阻器纳米结构模型与特性研究.pdf

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1、中文摘要忆阻器是继电阻、电容、电感之外的一种新型电路元件。忆阻器的概念是由美国蔡少棠教授于1971年提出并命名的【1】，2008年美国HP实验室制作出第一个实用的忆阻器模型。由于忆阻器在数据存储、神经网络模拟和电路设计等众多领域具有广泛的应用前景，因此忆阻器出现不久便受到了全世界的广泛关注。本文在对忆阻器基本工作原理学习、研究的基础上，提出了一种新型Pt／Ti02埘i02仍02WPt纳米结构双扩展忆阻器。双扩展忆阻器以美国I--IP实验室提出的忆阻器为基础，在本征Ti伤层与铂纳米线之间增加一层纳米TiQ奴薄膜，形成Pt／Ti02．。用02／Ti02+

2、ffPt结构，由于引入双扩展效应，极大的提高了忆阻器的开关速度，很好的满足未来数字电子技术发展的要求。论文第一章首先简单介绍了忆阻器的国内外发展现状，然后介绍了美国HP实验室忆阻器模型、电子自旋阻塞忆阻器模型和新型电子自旋阻塞忆阻器模型等，最后对忆阻器理论模型分析、生物研究和存储器制造等领域的应用前景进行了展望。论文第二章重点介绍了Pt／Ti02嘏i02厂ri02√n纳米结构双扩展忆阻器的基本工作原理、结构模型。第三章首先给出了双扩展忆阻器的工艺制作原理和工艺流程，然后给出了双扩展忆阻器的模型和实物图。第四章首先给出了铂纳米线的V．I特性曲线，通过曲

3、线计算得到铂纳米线电阻值为5kQ。然后给出了双扩展忆阻器Ⅵ特性曲线，测得当电压为+3V时，正向电流为6．0X10-8A，此时双扩展忆阻器功率为1．8X1旷W；当电压为．3V时，反向电流为-2．0X10-SA，此时双扩展忆阻器功率为6X1lYsW。最后给出了双扩展忆阻器的重复性衄线和V．I特性迟滞曲线，测试结果表明双扩展忆阻器重复性好且能够实现忆阻功能。第五章为本文的结论。关键词：忆阻器模型；双扩展忆阻器；Pt，Ti02-x／Ti02厂ri02√Pt纳米结构；Ti02+)。薄膜：双扩展忆阻器特性～一⋯敝一嘲螋Thepaperisconcernedont

4、hepropertiesofthenewidealcircuitelement,amemristor．Theexistenceofthememristorasthefourthidealcircuitelementwaspredictedin1971basedbyLeonChua．Hewlett-Packard㈣labsannouncedthemdesignthefirstexperimentalmemristorinMay1，2008．Asthebroadprospectofapplicationindatastorage，neuralsimula

5、tionandcircuitdesign，memristorhasreceivedtheworldwideattentionWeproposeddoubleexpansionmemristorwiththreelayersnano-filmsofPt／Ti02_x／Ti02／Ti02+x／Ptsandwichedstructureinthispaper,basedonstudyoftheworkingprinciplesofHPmemristor．Asthedoubleexpansioneffect，theswitchingspeedofthedou

6、bleexpansionmemristormentionedwouldbefaster．Thispaperfirstintroducesthecurrentsituation，introducesmodelOfliPmemristorandspinmemristorandthemodelofthenewspinmemristorbriefly．Andintroducestheapplicationofmemristorinmodelanalysis，biologicalresearchandmemorymanufacturing．Secondlyin

7、troducedthebasicprinciple，structuremodelofthedoubleexpansionmemristor．Finally，thepapergivesthetestresukofthedoubleexpansionmemristor,suchaScharacteristicanalysisresultsofPtnanowire，memristor,repetitivenessandV-Icharacteristichystereticcurveofdoubleexpansionmemristor．Inthefigure

8、ofcharacteristicanalysisresultsofPtnanowire，thecurrent