【摘 要】
：
相变存储器（PCRAM）作为下一代最具有竞争实力的新型存储器技术之一,在近几年中得到迅猛的发展,有关产品也已经问世并且实现批量生产。在相变存储器技术如此高涨的发展势头下,与其相关的基础研究也成为信息、材料等相关领域的研究热点。PCRAM在众多存储器中的优势是明显的,例如:存储和输入速度快、疲劳性好、操作能耗低并且与CMOS工艺相包容等,但是PCRAM还存在一些需要解决的问题:1、相变材料在相变过程
论文部分内容阅读
相变存储器（PCRAM）作为下一代最具有竞争实力的新型存储器技术之一,在近几年中得到迅猛的发展,有关产品也已经问世并且实现批量生产。在相变存储器技术如此高涨的发展势头下,与其相关的基础研究也成为信息、材料等相关领域的研究热点。PCRAM在众多存储器中的优势是明显的,例如:存储和输入速度快、疲劳性好、操作能耗低并且与CMOS工艺相包容等,但是PCRAM还存在一些需要解决的问题:1、相变材料在相变过程中稳定性与相变速度之间存在的矛盾;2、在RESET过程中功耗较高;3、传统相变材料的可靠性还需提高。相变材料的是现在相变存储器的基础和核心,相变材料的性能决定相变存储器的性能。本文基于课题组以及传统相变材料Ge2Sb2Te5（GST）的研究基础上探索具有性能优良的新型相变材料,以V2O5为基本的研究材料,进而研究V2O5低功耗存储材料制备及器件性能、分析了V2O5以及V2O5与Sb、Ge8Sb92以及GST材料相互复合后的相变性能和其相变机理,进而改善目前PCRAM存在的稳定性差、相变速度慢和操作功耗低等问题,这对PCRAM的开发和研究都具有十分重要的意义。通过目前的研究总结出以下结论:（1）具有高速、多级存储性能的V2O5相变材料的研究。加热过程中,V2O5在320oC和345oC下发生相变,并且观察到V2O5两种明显的电阻突变,十年数据保持温度在200oC,一维生长的结晶机制是快速相变的主要原因。相结构表明随着相变的进行,微晶相和多晶相相继形成。微区元素扫描显示V、O元素分布均匀。划痕试验表明,具有良好的附着力。在基于V2O5的相变存储器中实现了多级存储,低的SET和RESET电压(VSET～1.20V、VRESET～2.80V),存储速度可达100ns,完成SET→RESET过程所需的功率为0.3m W,远远小于GST的1.22m W。结果表明,V2O5相变材料具有高的热稳定性、较快的相变速度和多级存储功能,这使V2O5在相变存储器中具有良好的应用前景。（2）超晶格结构的V2O5/Sb相变薄膜材料的制备和研究。通过制备超晶格结构的薄膜具有较精确的化学计量比和很好的分散性。与Sb薄膜相比,V2O5/Sb超晶格薄膜具有更好的热稳定性(Tc～240oC,T10年～172.9oC),V2O5/Sb薄膜中的晶粒受到V2O5的抑制而变小,用拉曼光谱观测到结构中存在着Sb-Sb和V-O键的振动峰,用透射电镜观察了结晶前后的多层结构,这些说明两种晶系间的相互作用提高了V2O5/Sb膜的稳定性,基于V2O5（1nm）/Sb（9nm）的相变存储器件具有较低的SET电压(VSET～2.24V),可以实现了超低功耗(2.25×10-12J)和超高速（8ns）SET→RESET操作,这使得V2O5/Sb超晶格结构在PCRAM中具有很好的应用前景。（3）复合多层V2O5/Ge8Sb92薄膜的稳定性与性能的研究。通过复合制备的V2O5/Ge8Sb92薄膜具有较高的晶化温度（～233oC）、较大的非晶态电阻（～3.4×107Ω）和良好的数据保持温度（～171.2oC）。当电极与电极接触时,薄膜的晶化率为85.5%。通过添加V2O5中间层,使Ge8Sb92薄膜的热稳定性和可靠性大大提高。V2O5/Ge8Sb92薄膜晶化前后表面粗糙度较小,这确保了电极与相变材料之间的接触。在晶化过程中V2O5/Ge8Sb92的结晶受到抑制,晶粒尺寸仅为5.0nm。基于V2O5（1nm）/Ge8Sb92（9nm）材料制备的相变存储器件（PCM）具有较低的SET电压(VSET～1.85V)。这些研究表明V2O5/Ge8Sb92复合多层薄膜具有较高的稳定性和较小的晶粒尺寸以及较低的操作性能,在高密度PCRAM中具有潜在的应用前景。综上,通过探索新型相变材料V2O5以及以V2O5为基的薄膜结构,寻求并改进其电学相变性能,是本论文的主要撰写思路。
其他文献
为了解决环境污染和能源危机等问题,能源转换和储存装置引起了人们的极大关注,特别是能源存储装置,如何将有限的能源进行存储是当下亟需解决的问题。超级电容器是一种新型储能装置,它具有充放电过程快、功率密度大、可逆性好等优点,受到广泛关注。电极材料是超电容性能优良与否的关键,钴基化合物具有化学稳定性好、导电性能好的特点,但把它作为超级电容器电极材料时依然存在比表面积较小、活性位点较少等问题,限制了它的实际
低周疲劳失效是压力容器的重要破坏形式之一。在循环载荷作用下,压力容器的局部高应力区会出现微裂纹,随着载荷作用微裂纹不断扩展,形成宏观疲劳裂纹,从而导致容器发生疲劳失效。为了保障承压设备的安全可靠性,需要对材料的低周疲劳性能及疲劳裂纹扩展规律进行系统研究。本文选择压力容器常用材料304奥氏体不锈钢为研究对象,通过低周疲劳试验研究其低周疲劳性能、寿命行为;通过疲劳裂纹扩展试验,并结合数字图像相关法（D
近年来汽车产业为了顺应时代的发展,在技术上不断地创新,智能汽车凭借其先进的传感器和车联网技术,有助于缓解交通压力,降低事故发生率,并且能够保护人们的生命安全。车辆换道在驾驶过程中是非常普遍的,数据表明交通事故中有一部分的原因就是车辆进行车道更换引起的。因此,对于车辆进行自主换道的研究就显得十分重要了。本文主要从车辆自主换道决策、轨迹规划和轨迹跟踪三个方面进行研究。（1）通过对车辆换道行为分析,本文
随着无人机技术的发展迎来了蓬勃期,无人机应用的领域也越来越多。利用无人机去对目标进行跟踪已经成为了机器视觉领域的研究重点之一,无论在军用领域还是在民用领域,均可使用无人机的跟踪功能对目标进行侦察或航拍等。目标跟踪算法经过多年的研究和发展,虽然算法的速度和精度取得了重大的突破,但在实际应用中,往往会因为目标变形、光照变化、运动模糊、遮挡和尺度变化等因素,使得目标跟踪不准确甚至丢失目标。针对无人机对移
随着机器人智能化水平愈发提高,机器人自主导航研究自然也就成为了热点课题。机器人能够实现自主导航的关键因素是对于行走路径上环境的准确感知与建图。只有知晓周边环境情况,才可对机器人运动轨迹路线有合理规划,对无人驾驶技术也是一种推动。目前主流场景建图技术有两种方式:（1）多传感器组合的方式建图,通过多种传感器进行周围障碍物物理距离测量,利用大量距离信息进行场景恢复,该方法时间成本高且难以恢复场景形貌。（
Mg-Li合金具有低密度、较高的比强度以及防震抗噪等优点,能够提升有效载荷并降低能源消耗,是有发展前景的潜力结构材料。本文通过真空熔炼炉制备目标合金,探索通过合金化、添加增强体颗粒、热机械变形等方法来设计一种超轻高强度Mg-Li合金。同时,在此基础上对合金进行固溶处理,进一步提升合金力学性能。另外,对固溶处理后的合金进行时效处理,检测合金的高温性能稳定性。本文设计制备的合金主要为Mg-8Li-3A
小型康复治疗设备的研究与推广,对于改善我国康复配套资源普及性不足的现状、提升肢体受损者康复质量、降低康复治疗成本具有积极作用。本课题优化对象为市面现有下肢连续被动（Continuous passive motion,CPM）训练机,通过借鉴其结构及功能,设计和搭建下肢康复器样机。在人机交互方法、控制策略、系统功能集成度等方面优于前者,适用人群更广。本文的主要内容包括:为解决下肢CPM机踝关节训练功
电动汽车因提速快、污染低、舒适性突出等优势,逐渐成为未来汽车发展的焦点。但受驱动系统中电池密度、控制系统等差异的影响,在续驶里程上较传统燃油车明显不足。为提高驱动系统能效,增加电动汽车续驶里程,对电动汽车驱动系统展开了能耗分析与优化控制研究。针对驱动系统中电机铁损引起的电机损耗过大问题,采用基于损耗的异步电机矢量控制方法。首先建立了考虑铁损的异步电机数学模型,再通过异步电机数学表达式得到稳态运行时
传统结构优化设计方法常常由于未能充分考虑工程实际中的不确定性而导致所设计的结构无法满足预期要求。为解决传统优化设计方法的弊端,人们提出了基于可靠性的设计优化（RBDO）方法,此类方法可以合理表征不确定性对结构设计的影响。然而,现有诸多可靠性优化设计方法对涉及随机变量非正态、功能函数高度非线性等问题的求解尚存在不足之处。因此,针对上述问题本文展开深入研究,主要包括:1.引入求解精度高且不受随机变量非
由于手机在社会中大量使用,导致手机石墨散热片的需求量也急速增长。虽然企业生产的手机石墨散热片的产量很大,但是不可避免会出现不合格品。大多数企业一般采用人工检测法,在检测过程中出现了检测准确率低,漏检率高的问题,所以迫切需要一种快速高效的方法,提高检测手机石墨散热片的准确率、降低漏检率,以降低产品成本。为此,本课题研究了一种采用机器视觉对手机石墨散热片缺陷检测系统。通过本课题研究的系统,可以实现手机