柔性铁电薄膜阻变器件性能研究
黄淑敏（南京理工大学，材料学院）
0.前言
近些年，随着电子产业的飞速发展，人们对存储器件的微型化、便携性的要求越来越高。鉴于动态随机存储器和闪存都面临着工艺技术的限制，同时，随着智能穿戴设备和柔性显示设备的快速兴起，柔性阻变存储器(Resistive Random Access Memory, RRAM)具有柔性性能良好、存储密度高、读写速度快、功耗低、结构简单等优势，被认为是在可穿戴设备、消费电子等领域最具应用前景的下一代非易失性信息存储器。
1. 课程研究的目的与意义
飞速发展的电子信息技术，对电子信息的存储及处理产品的需求呈现高速上升趋势。如何实现具有结构简单，功耗低，读写速度快，集成密度高等特点存储器，广大研究者做出了很多尝试。其中，具有“三明治”简单结构的阻变存储器被认为最有可能成为下一代的主流存储器。继而，物联网以及可穿戴信息器件的飞速发展对阻变存储器提出了柔性性能的要求。本课题采用脉冲激光沉积法，在无机柔性云母衬底上制备了SrRuO3/BaTi0.95Co0.05O3/Au三明治结构的阻变存储器件，并探讨这种阻变存储器件在弯曲状态下的微观形貌及阻变存储特性。为新型柔性可弯曲的阻变存储器件研究提供了经验，对其产业化和实际应用有指导和借鉴意义。
2.阻变存储器及其存储机制
2.1阻变存储器
阻变存储器是利用阻变层在电激励过程中呈现不同的电阻状态，实现对数据的存储[1]-[3]。如图1所示[1]，阻变存储器基本结构较为简单，为“三明治”结构，由上下电极(Top/Bottom Electrode, TE/BE)和中间的绝缘阻变层(Resistive Switching Layer, RSL)组成。阻变存储有两种类型，一种为单极(Unipolar)阻变存储，一种为双极(Bipolar)阻变存储。如图2（a）所示[4]，单极阻变的阻态是受到相同极性电激励而发生转化的，而双极阻变的阻态是通过不同极性的电激励转化过来的，如图2（b）所示[4]。无论单极还是双极阻变，器件的 SET 过程都是由高阻态转化为低阻态的过程，RESET 过程都是由低阻态到高阻态的转化过程。通常来说，单极阻变需要器件的对称性更高，双极阻变则对器件的对称性没有过多的要求。如果从器件的操作自由度来看，单极阻变只有一个自由度，也就是外加电压的大小。而双极阻变则有两个自由度，即外加电压的大小和方向。
