微觀結(jié)構(gòu)對(duì)pr(sr0.1ca0.9)2mn2o7基器件的電阻開(kāi)關(guān)特性以及磁性的影響

1、中圖分類(lèi)號(hào)：0 4 6 9U D C ： 5 3 0密級(jí)： 公開(kāi)學(xué)校代碼： 1 0 0 9 4訝{ I ￡湃為尢李碩士學(xué)位論文( 學(xué)歷碩士)微觀結(jié)構(gòu)對(duì)P r ( S r 0 ．1 C a o ．9 ) 2 M n 2 0 7 基器件的電阻開(kāi)關(guān)特性以及磁性的影響M i c r o s t r u c t u r eo n r e s i s t i v es w i t c h i n ga n d m a g n e t i cp r

2、o p e r t i e si nP r ( S r o ．1 C a o ．9 ) 2 M n 2 0 7 b a s e d d e v i c e s作者姓名：孫宇辰指導(dǎo)教師：趙旭副教授學(xué)科專(zhuān)業(yè)：凝聚態(tài)物理研究方向：磁性薄膜論文開(kāi)題日期：2 0 1 3 年9 月1 0 日摘要近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器( R R A M ) 由于自身的一些優(yōu)點(diǎn)，低能耗、高密度等，使得器件結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換速率快能達(dá)到幾納秒等，而被認(rèn)

3、為是下一代存儲(chǔ)器最有利的競(jìng)爭(zhēng)者之一。而目前，金屬．絕緣體．金屬( M I M ) 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)材料的R R A M存儲(chǔ)器更是成為下一代非易失性存儲(chǔ)器的最有希望的候選者之一。本文中，我們首先發(fā)現(xiàn)在T i ／P r ( S r o ．1 C a o ．9 ) 2 M n 2 0 7 ( P S C M O ) ／P t 器件中薄膜的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其電阻開(kāi)關(guān)特性起著重要的作用。接著我們研究了A g ／P S C M O ／P t 器件在不同阻態(tài)下，不

4、同磁場(chǎng)方向電觸發(fā)對(duì)器件磁性的影響。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下兩部分：( 1 ) 薄膜微觀結(jié)構(gòu)和形成電壓對(duì)T i ／P S C M O ／P t 器件的電阻開(kāi)關(guān)特性的影響運(yùn)用脈沖激光沉積技術(shù)，通過(guò)控制沉積條件，制備出兩種形態(tài)不同的P S C M O薄膜，分別定義為P S C M O ．1 和P S C M O ．2 。由x 射線衍射儀( X I ①) 和掃描電子顯微鏡( S E M ) 澳J J 量可知，兩個(gè)薄膜均為單相的多晶P S C

5、M O 薄膜，并且P S C M O ．2 具有更高、更尖銳的衍射峰。P S C M O ．1 薄膜是無(wú)規(guī)則堆積生長(zhǎng)的，而P S C M O ．2 薄膜是垂直于表面呈柱狀生長(zhǎng)的，而且兩個(gè)薄膜的厚度分別為l O O n m 和1 4 0 n m 。通過(guò)對(duì)T i ／P S C M O ／P t 器件的電阻開(kāi)關(guān)特性的研究可知，這兩個(gè)P S C M O 器件在都沒(méi)有電形成過(guò)程時(shí)，表現(xiàn)出了不同的雙極電阻開(kāi)關(guān)特性，其中，T i ／P S C M O

6、 ．2 ／P t 器件的阻變比和回滯窗口更大。增大T i ／P S C M O —l ／n 器件的形成電壓后，器件的阻變比和回滯窗口都變大，形成與T i ／P S C M O ．2 ／P t 器件相似的阻變特性。結(jié)合這兩個(gè)器件的理論分析，較低形成電壓下的T i ／P S C M 0 ．1 ／P t 器件，符合肖特基勢(shì)壘模型的傳導(dǎo)機(jī)制，觸發(fā)電壓下，氧空位的遷移主要集中在項(xiàng)電極T i 與P S C M O 薄膜的界面處：而T i ／P S

7、C M O ．2 ／P t 器件與較大形成電壓下的T i ／P S C M O 一1 ／P t 器件中的阻變機(jī)制符合空間電荷限制電流機(jī)制，觸發(fā)電壓下氧空位的遷移則集中在頂電極T i 與P S C M O 薄膜的界面以及鄰近的區(qū)域。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，薄膜的微觀形貌對(duì)該器件中氧空位的遷移起著重要的作用，從而導(dǎo)致了T i 償S C M O ．2 ／P t器件表現(xiàn)出的阻變比和回滯窗口更大。( 2 ) 研究了A g ／P S C M O ／P