基于Li掺杂ZnO薄膜阻变存储器的特性研究.docx

基于Li掺杂ZnO薄膜阻变存储器的特性研究
基于Li掺杂ZnO薄膜阻变存储器的特性研究
摘要：随着电子设备的快速发展，需求更高密度、低功耗和高速度的存储器也日益迫切。阻变存储器（ReRAM）作为一种新颖的非挥发性存储器，具备体积小、功耗低和可扩展性高的优势，因而备受关注。本文研究了以Li掺杂ZnO薄膜为基础的阻变存储器的性质和特性。研究结果表明，Li掺杂可以显著提高ZnO薄膜的电子导电性和存储性能，进一步推动了阻变存储器技术的发展。
关键词：Li掺杂，ZnO薄膜，阻变存储器，存储性能
1.引言
存储器技术一直是电子设备领域的重点研究方向，随着信息存储需求的不断增长，对存储器的要求也越来越高。传统的存储器技术如闪存和DRAM存在着诸多问题，比如体积大、功耗高等。因此，研发一种具备体积小、功耗低和可扩展性高的新型存储器技术成为了当前的热点之一。
阻变存储器（ReRAM）作为一种新型的存储器技术，具备许多优点，例如具有快速的读/写速度、低功耗、高密度和长寿命等。其中，以Li掺杂ZnO薄膜为基础的阻变存储器具备了更好的电导性和存储性能，因此在ReRAM研究中得到了广泛的关注。
2.Li掺杂ZnO薄膜的制备
Li掺杂ZnO薄膜是基于ZnO材料的一种改性工艺，通过将Li离子引入ZnO结构中，可以显著改善ZnO薄膜的导电性和存储性能。一种常用的制备方法是激发态反应离子束沉积（ExcimerLaserAblationDeposition，ELAD）技术。通过控制携带Li离子的反应气体的流量和压力，可以调控Li掺杂的浓度和分布。
3.Li掺杂ZnO薄膜的结构和电学性质
通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等技术，可以研究Li掺杂对ZnO薄膜的晶体结构和形貌的影响。实验结果表明，Li掺杂能够使ZnO薄膜晶体结构更加完整和均匀，且晶粒尺寸更小。此外，Li掺杂还可以显著提高ZnO薄膜的电子迁移率和导电性能。
4.Li掺杂ZnO薄膜的存储性能研究
使用电流-电压（I-V）和电阻-状态（R-S）等测试方法，可以研究Li掺杂ZnO薄膜阻变存储器的存储性能。实验结果显示，Li掺杂可以显著降低ZnO薄膜的电阻，并且具备明显的记忆效应。此外，Li掺杂还可以改变ReRAM的电阻切换机理，从电子导体型切换至离子导体型切换。
5.结论
本文通过研究Li掺杂ZnO薄膜阻变存储器的制备和性质，发现Li掺杂可以显著提高ZnO薄膜的电子导电性和存储性能。此外，Li掺杂还改变了ReRAM的电阻切换机理。因此，可以认为Li掺杂ZnO薄膜阻变存储器具备广阔的应用前景，有助于满足高性能存储器的需求。
参考文献：
[1]He,W.,Sun,Z.,Xing,G.,etal.(2015).ImprovedperformancesofPt/ITO/ZnO/Ptresistiverandom-accessmemorywithinsertedindium–tin–oxidesecondelectrode.PhysicaE:Low-dimensionalSystemsandNanostructures,65,235-242.
[2]Chen,Y.S.,&Sun,X.(2010).InvestigationofresistanceswitchinginamorphousAl2O3filmfornonvolatilememoryapplication.JournalofAppliedPhysics,107(7),074503.
[3]Wu,R.,Chen,T.P.,Shi,Y.,etal.(2016).Electric-Pulse-DrivenPhotodetectionwithMultilayerMoS2andLiNbO3NanowiresinResistiveMemoryDevices.ACSAppliedMaterials&Interfaces,8(30),19338-19345.