（001）取向TiO2薄膜水热生长机理及其忆阻性能.pdf

《（001）取向TiO2薄膜水热生长机理及其忆阻性能.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2期陈宝龙，等：(OO1)IR1~1Ti02薄膜水热生长机理及其忆阻性能科研与开发净)》’‘)}'(千(OO1)取向TiO2薄膜水热生长机理及其忆阻性能陈宝龙，武卫兵，陈晓东，张楠楠(济南大学材料科学与工程学院，山东济南250022)摘要：通过氟基水热法合成出(0o1)取向的锐钛矿TiO2薄膜，讨论了薄膜的生长机理和忆阻性能。水热生长结果表明，预沉积无定形种子层增加了薄膜致密度，氟离子选择吸附促使TiO2薄膜的取向生长。薄膜的忆阻特性检测表明，(001)取向的Ti02薄膜忆阻单元具有良好的开关特性，稳定性良好。氟基水热法制备TiO2薄膜，设备和工艺简单，成本低，在忆阻器领域会有

2、很好的应用潜力。关键词：TiO2；取向；水热合成；RRAM中图分类号：0782．1文献标识码：A文章编号：1008—021X(2o14)02一oooi一04HydrothermalGrowthMechanismofOrientedTiO2FilmsandtheResistiveSwitchingPropertiesCHENBao—long，UWei—Bing，CHENXiao—dong，ZHANGNan—nan(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，UniversityofJinan，Jman250022，China)Abstract：Hi

3、ghly(001)一orientedTiO2thinfilmsweresynthesizedviaF—basedhydrothermalmethod，thegrowthmechanismandRRAMpropertieswerediscussed．Analysisshowedthatthepre—depositedamorphousseedlayersincreasesthedensity，theadsorptionofF—inducedtheorientationofTiO2in(001)direction．Performancetestsdemonstratedthatthe

4、RRAMcellcomposedoftheorientedTiO2filmshowedniceresistanceswitchingcharacteristicsandgoodretention．ThelowproductioncostoftheF—basedhydmthermalmethodwouldmaketheorientedTiO2filmhavepotential印plicationintheRRAMfield．Keywords：TiO2；Orientation；hydrothermalsynthesis；RRAM阻变随机存储器(RRAM)又称忆阻器，以其高存储密光沉积

5、、原子层沉积、溶胶凝胶等工艺，制备薄膜的度、快转换速度、低能耗、高扩展性以及非易失性等特点引起晶体结构大多为随机取向的多晶状态，在薄膜中随机形成非了人们的广泛关注”。NiO[、PMMA[、TiO2【等材料均检取向的导电通道。相比之下，溶液方法可以控制薄膜的取向测出了忆阻特性。其中，TiO薄膜材料有良好的物理化学生长并降低制备成本Ll，本论文通过氟基水热工艺制备了稳定性，在RRAM领域被广泛研究。基于TiO：薄膜的(001)取向的TiO：薄膜，观察了薄膜的结构和形貌特征，并RRAM大体分为空位迁移和导电丝两种阻变机制，在空位迁讨论了薄膜的生长机理。在薄膜表面沉积金属Ag作为上电移机

6、制中，氧薄膜材料价态的变化使得氧空位产并和迁极，我们组装了简易的忆阻器单元，通过I—V扫描模式，检移；在导电丝机制中，金属电极在薄膜中的氧化还原反应测了(001)取向的TiO薄膜忆阻器的忆阻特性。起到了关键的作用j。在这两种机制中，薄膜的忆阻性能与1实验导电通道的产生有很大的关系，而形成导电通道的电荷载体1．1试剂与仪器(空穴和电子)更容易在电子迁移能较低的位错以及晶界处试验用试剂：乙二醇甲醚、乙酰丙酮、钛酸四丁酯、氟钛聚集⋯，因此，取向薄膜在RRAM领域有很大的优势。酸铵、氟化铵，去离子水为18Mr／的超纯水。所有试剂均为目前，应用于RRAM领域的TiO薄膜主要通过脉冲激分析纯

7、(AR)，由上海国药化学试剂有限公司提供。收稿日期：2014—2—18基金项目：国家自然科学学基金(No．50802035)，山东省自然科学基金重点项目(No．ZR2010EZ003)。作者简介：陈宝龙(1988一)，山东济宁人，济南大学硕士研究生；通讯联系人：武卫兵(1974一)，山东菏泽人，副教授，获博士学位，主要从事光伏技术、忆阻器和半导体材料研究。山东化工·4·SHANDONGCHEMICALINDUY2014年第43卷压下引起的导电通道的断开和短路突变，主要来自Ag沿施