佛山科学技术学院段志奎与陈建文等：基于价转变机理控制氧空位传输的三稳态TaOx基忆阻器
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Tristable TaO<sub>x</sub>-based memristor by controlling oxygen vacancy transportion based on valence transition mechanism
Cai Q.; Duan Z.; Chen J.; Wang X.; Zhu W.; Liu S.; Xiao P.; Yu X.
Published：2024-01-01
DOI：10.1016/j.ceramint.2024.04.201
研究背景
在当今社会，数据存储一直是一个备受关注且具有挑战性的问题。如何通过简单的工艺与标准CMOS工艺兼容，实现多阻态记忆电阻器，一直是一个热门而困难的课题。这个问题一直困扰着研究者们，而本研究正是针对这一难题展开研究的。
研究内容
本研究通过物理气相沉积制备了一种新型的TaOx基多稳态记忆电阻器。这种记忆电阻器具有可调控的氧空位，包括一个高电阻态和两个低电阻态。其设置和重置电压分别为-1.1V、-2.1V和-1V、3.3V。XPS表征显示了TaOx薄膜中存在三种价态。研究表明，不同的障碍物在三价态转变过程中导致了不同的开关电压，从而形成了稳定的状态。有趣的是，当在制备过程中增加氧浓度以减少TaOx薄膜中氧空位的浓度时，记忆电阻器的伏安特性从三态变为二态，进一步证明了上述观点。这项工作提供了一种有效的策略，可在过渡金属氧化物制备的记忆电阻器之间实现双态和三态状态的切换。
研究意义
本研究的创新点在于成功实现了TaOx基多稳态记忆电阻器的制备，并揭示了氧空位传输的控制机制。这为解决多位数据存储问题提供了新的思路和方法，对未来的存储技术发展具有重要意义。通过这项研究，我们可以更好地理解过渡金属氧化物记忆电阻器的性能，为其在信息存储领域的应用打下基础。
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