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基于ZnO薄膜电阻存储器的制备及性能研究
摘要：
随着信息科技的飞速发展，数据存储技术也得到了快速发展。其中，薄膜电阻存储器作为一种新兴的存储器件，具有体积小、速度快、功耗低等优势，备受关注。本文以ZnO薄膜电阻存储器为研究对象，介绍了其制备过程以及性能研究，并讨论了其在未来存储技术中的潜在应用。
关键词：ZnO薄膜、电阻存储器、制备、性能、应用
引言：
随着信息化程度的提高，数据存储技术也越来越得到广泛关注。目前，常见的存储器件包括硬盘、闪存等。然而，这些存储器件不仅在体积和功耗上存在着瓶颈，而且随着制程工艺的提升，尺寸进一步缩小将面临难以克服的技术难题。为解决这些问题，研究人员开始向新型存储器器件探索，其中，薄膜电阻存储器因其具有体积小、速度快、功耗低等特点，备受关注。
目前，ZnO薄膜电阻存储器已成为研究热点之一。而该存储器件的性能直接取决于ZnO薄膜的制备质量及其物理学特性。因此，本文以ZnO薄膜电阻存储器为研究对象，介绍了其制备过程以及性能研究，并探讨了其在未来存储技术中的潜在应用。
一、ZnO薄膜电阻存储器的制备
1.1ZnO薄膜的制备方法
ZnO薄膜的制备方法较多，根据不同的制备方法会得到具有不同形态、结构和性质的ZnO薄膜。在电阻存储器中，ZnO薄膜通常采用溅射法、化学气相沉积法、水热法等制备方法。
其中，溅射法是一种常用的方法，其原理是在真空中将ZnO靶材加热，产生ZnO原子，再通过惰性气体的轰击使ZnO原子沉积在基底上形成薄膜。不过，这种方法的制备工艺较为复杂，对设备的要求也比较高，因此成本相对较高。
化学气相沉积法则使用金属有机化合物在热解过程中，沉积在基片表面的ZnO薄膜。它具有制定较低、生长速度快、化学反应比较简单的优点，但其制备过程中存在着如化学毒性等问题，使得使用较为受限。
水热法具有制备简单、成本低的特点，可制备出质量较好的ZnO薄膜，但该方法还存在一些问题待解决。
1.2ZnO薄膜电阻存储器的制备
制备ZnO薄膜电阻存储器通常采用溅射法、激光退火法等。
溅射法是最常用的一种方法，其中利用靶材在真空环境下获得高洁净度的ZnO薄膜，种种条件的反应可制备出带有特定结构的薄膜电阻存储器。
激光退火法是指利用激光的高能量对其进行热处理，达到对ZnO薄膜进行精密控制的效果。此方法适用于对制备ZnO薄膜电阻存储器的形态要求较高的场合。
二、ZnO电阻存储器的性能研究
2.1导电机理
ZnO电阻存储器的电阻变化与其内部氧空位浓度的变化密切相关。当施加电场时，ZnO薄膜内的电子将尝试通过氧空位在晶格中扩散，在这个过程中电阻发生变化。ZnO薄膜通过控制氧空位扩散的过程，实现了存储的电阻变化。
2.2存储机理
ZnO电阻存储器的存储机制与其电阻变化机制相似。当某一段时间内，未施加电场时，内部氧空位的扩散会产生导致局部电阻产生变化，累计加盖下，随着时间的推移，氧空位扩散产生的临界电压会增加，因而改变ZnO电阻存储器的存储状态。
2.3存储性能
根据不同的应用场合，ZnO电阻存储器需要具有不同的存储性能。为了满足不同应用的特定要求，对ZnO电阻存储器进行的测试分为恒流测试和脉冲测试两种类型。
恒流测试是指在恒定电压下，测试器件的电阻值。脉冲测试则是施加一定脉冲电压，通过测试器件的电阻值计算出对应的存储状态。这些测试可以有效衡量ZnO电阻存储器的性能，如载流特性、脉冲效应、稳定性等，对进一步优化其性能具有重要意义。
三、ZnO薄膜电阻存储器的应用前景
作为一种新型的存储器件，ZnO薄膜电阻存储器以其体积小、速度快、功耗低等优势，成为研究热点之一。目前基于ZnO薄膜电阻存储器的存储体系已经在应用中取得了一些成功。例如基于场效应晶体管消除器的存储器、基于复合介质的存储器等。
通过不断地研究和实验，ZnO薄膜电阻存储器将直接应用于新型存储技术，进一步推动数字化时代中的发展。
结论：
ZnO薄膜电阻存储器以其具有体积小、速度快、功耗低等优势，成为研究热点之一。本文对ZnO薄膜电阻存储器的制备方法、导电机理、存储机理、性能研究及其在未来存储技术中的应用前景进行了综述。预计，随着研究和实验的不断深入，ZnO薄膜电阻存储器将会在未来存储技术中发挥巨大的潜能。