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晶态Ge2Sb2Te5硫系化合物材料本征忆阻特性研究新进展
发布时间:2015-9-6 19:06:32 作者: 来源: 点击率:

  忆阻器(memristor)是一种能够记忆住随时间流经的电荷状态的非线性电阻。忆阻特性已经在过渡金属氧化物、钙钛矿氧化物、固体电解质材料、碳基材料、硅基材料、磁隧道结、有机材料中都有发现。但直到近年来,硫系化合物材料器件的忆阻特性才得到实验研究和验证, 并且相关研究大多基于非晶态的硫系化合物材料,其忆阻特性源自于非晶态材料中金属导电粒子迁移机制,却鲜见针对晶态材料忆阻特性的相关研究。

基于此,光学与电子信息学院微电子学系博士研究生李祎等在缪向水教授的指导下,首次实验发现了符合化学计量比的硫系化合物TiW/Ge2Sb2Te5/TiW器件具有本征忆阻特性,提出其本征忆阻源自于指数型电荷陷阱分布参与的空间电荷限制导电机制,I-V曲线拟合结果和阻抗谱测试结果验证了这一机理。阻抗谱结果还表明,晶界缺陷对晶态Ge2Sb2Te5忆阻特性的贡献要远大于晶格缺陷,晶界处电荷陷阱对注入载流子的捕获和释放在晶态Ge2Sb2Te5的阻变过程中起主导作用。以上研究结果有助于进一步明晰晶态硫系化合物材料的导电机制,并推动其在非易失性存储器以及基于忆阻的新型认知器件等领域的应用。

该项工作得到了国家国际合作研究项目(No. 2010DFA11050)和国家863项目(No. 2011AA010404)的资助,相关成果发表于Applied Physics Letters 103, 043501 (2013)。(供稿:李祎)

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